JP2007522521A - Magneto-optical device display - Google Patents

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JP2007522521A JP2006552772A JP2006552772A JP2007522521A JP 2007522521 A JP2007522521 A JP 2007522521A JP 2006552772 A JP2006552772 A JP 2006552772A JP 2006552772 A JP2006552772 A JP 2006552772A JP 2007522521 A JP2007522521 A JP 2007522521A
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Abstract

放射スイッチング・アレイのための装置と方法であって、第1の放射波変調器と上記第1の変調器に近接する第2の放射波変調器とを含み、上記変調器は各々波動成分を受け取るためのトランスポートを有し、上記トランスポートは誘導領域と1つまたは複数の境界領域とを有する導波管を含み、かつ上記装置と方法は、上記導波管内に配置される、導波管におけるインフルエンサ反応を強化するための複数の構成要素と、上記トランスポートへ機能的に結合されて制御信号に応答する、上記波動成分が上記トランスポートを通って進むにつれて上記導波管内に上記インフルエンサ反応を誘発させることにより上記波動成分の放射−振幅制御特性に影響を与えるためのインフルエンサと、上記両変調器へ結合される、上記制御信号の各々を選 An apparatus and method for radiation switching array, and a second radiation wave modulator proximate to the first radiation wave modulator and the first modulator, the modulator of each wave component a transport for receiving, the said transport includes a waveguide having a guiding area and one or more boundary regions, and the apparatus and method is arranged in the waveguide, the waveguide a plurality of components to enhance the influencer response in the tube, in response to the control signal is operatively coupled to said transport, above the waveguide as the wave components travels through the transport radiation of the wave component by inducing influencer reaction - and influencers for influencing the amplitude control characteristics are coupled to the both modulators, select each of the control signals 的にアサートして各変調器の振幅制御特性を独立して制御するためのコントローラと、を含む。 Manner including, a controller for asserting to independently control the amplitude control characteristics of each modulator. スイッチング方法は、(a)互いに近接する複数のトランスポートの各々において波動成分を受け取ることを含み、各トランスポートは誘導領域と1つまたは複数の境界領域とを有する導波管を含み、上記導波管内には導波管におけるインフルエンサ反応を強化するための複数の構成要素が配置され、かつ(b)各波動成分が各導波管を介して進むにつれてその放射振幅制御特性に独立して影響を与えること、を含む。 The switching method includes a plurality of includes receiving the wave components in each of the transport, the transport waveguide having a guiding area and one or more boundary regions close to each other (a), the guide the wave tube is positioned more components to enhance the influencer response in the waveguide, and (b) independently to the radiation amplitude control characteristic as each wave component progresses through each waveguide It is affected, including the.

Description

(関連出願の相互参照) CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
本出願は、2004年2月12日に提出された米国暫定特許出願第60/544,591号の出願の利益を主張するものであり、かつ下記の各出願、即ち米国特許出願第10/812,294号、第10/811,782号及び第10/812,295号(出願日は各々2004年3月29日)、米国特許出願第11/011,761号、第11/011,751号、第11/011,496号、第11/011,762号及び第11/011,770号(出願日は各々2004年12月14日)、米国特許出願第10/906,220号、第10/906,221号、第10/906,222号、第10/906,223号、第10/906,224号、第10/906,226号及び第10/906,226号(出願日は各々2005年 This application is claims the benefit of the filing of the filed February 12, 2004 U.S. Provisional Patent Application No. 60 / 544,591, and the application of the following, namely U.S. Patent Application No. 10/812 , 294, EP 10 / 811,782 and EP 10 / 812,295 (filed each March 29, 2004), U.S. Patent application No. 11 / 011,761, No. 11 / 011,751 , No. 11 / 011,496, No. 11 / 011,762 and No. 11 / 011,770 (filed each Dec. 14, 2004), U.S. Patent application No. 10 / 906,220, 10 / 906,221 Patent, No. 10 / 906,222, No. 10 / 906,223, No. 10 / 906,224, No. 10 / 906,226 and No. 10 / 906,226 (filed each 2005 月9日)及び米国特許出願第10/906,255号、第10/906,256号、第10/906,257号、第10/906,258号、第10/906,259号、第10/906,260号、第10/906,261号、第10/906,262号及び第10/906,263号(出願日は各々2005年2月11日)の一部係属出願である。 Month 09) and U.S. Patent Application No. 10 / 906,255, No. 10 / 906,256, No. 10 / 906,257, No. 10 / 906,258, No. 10 / 906,259, 10 / Nos 906,260, No. 10 / 906,261, No. 10 / 906,262 and No. 10 / 906,263 (filed each February 11, 2005) is a part-pending application. これらの開示内容は各々、その全体が本明細書を構成するものとしてあらゆる目的で援用される。 Each of these disclosures are incorporated in their entirety for all purposes as constituting herein.

本発明は、概して放射線を伝播するためのトランスポートに関し、より具体的には、導波管の放射線に影響を及ぼす特性の、外部影響に対する反応性を強化する光学的にアクティブな構成要素を含む誘導チャネルを有する導波管に関する。 The present invention relates generally to transport for propagating radiation, more specifically, it includes the radiation affecting the characteristics of the waveguide, an optically active components to enhance the reactivity to external influences It relates waveguide having guide channels.

ファラデー効果とは、直線偏光が磁場に、かつ磁場と並行して置かれた透明の媒体を介して伝播されると、上記光の偏光面が回転する現象である。 The Faraday effect, linearly polarized light field, and when it is propagated through the medium of a transparent placed in parallel with the magnetic field, a phenomenon that the plane of polarization of the light is rotated. 偏光回転の大きさの有効性は、磁場の強さ、媒体に固有のベルデ定数及び光学経路長によって変わる。 Effectiveness of the magnitude of the polarization rotation, the strength of the magnetic field, vary with specific Verdet constant and the optical path length in the medium. 実験に基づいた回転角度は、 Rotation angle based on the experiments,
β=VBd (式1) β = VBd (Equation 1)
によって与えられる。 It is given by.

但し、Vはベルデ定数と呼ばれ(かつ角度分cm−1、ガウス−1という単位を有する)、Bは磁場であり、dはその磁場に曝される伝播距離である。 However, V is called the Verdet constant (and angle min cm-1, has the units of gauss -1), B is the magnetic field, d is the propagation distance that is exposed to the magnetic field. 量子力学的記述においては、ファラデー回転は、磁場の賦課がエネルギー・レベルを変えることから発生するとされる。 In quantum mechanical description, the Faraday rotation is the imposition of a magnetic field is generated from varying the energy level.

高いベルデ定数を有する不連続物質(例えば、鉄含有のガーネット結晶)を磁場(電流の強さを評価する方法として電流により引き起こされるもの等)の測定に使用すること、または光アイソレータにおいて使用されるファラデー回転子として使用することは知られている。 Discontinuous material (e.g., garnet crystals of iron-containing) having a high Verdet constant is used the use of the measurement of the magnetic field (those caused by current as a method for evaluating the intensity of the current, etc.), or in the optical isolator It is used as a Faraday rotator is known. 光アイソレータは、偏光面を45゜回転させるファラデー回転子と、磁場を印加するための磁石と、偏光器と、アナライザとを含む。 The optical isolator comprises a Faraday rotator which rotates 45 ° the plane of polarization, and a magnet for applying a magnetic field, and polarizer, and the analyzer. 従来の光アイソレータは、導波管(例えば、光ファイバ)を使用しないバルク型である。 Conventional optical isolator, the waveguide (e.g., optical fiber) is a bulk type that does not use.

従来の、光学では、磁気光学変調器は、常磁性体及び強磁性体を含有する不連続結晶、具体的にはガーネット(例えば、イットリウム/鉄ガーネット)から製造されている。 Conventional, in the optical, magneto-optical modulator is discontinuous crystal containing paramagnetic and ferromagnetic, in particular are manufactured from garnets (e.g., yttrium / iron garnet). こうしたデバイスは、多大な磁気制御場を必要とする。 Such devices require a great deal of magnetic control field. 磁気光学効果は、薄層技術においても、特に非可逆ジャンクション等の非可逆デバイスを製造するために使用される。 Magneto-optical effect, even in thin-layer technology and is used in particular for the production of non-reciprocal device such as irreversible junction. こうしたデバイスは、ファラデー効果による、またはコットンムートン効果によるモード変換を基礎とする。 Such devices is based on the mode conversion by by Faraday effect or Cotton Mouton effect.

磁気光学デバイスに常磁性体及び強磁性体を使用することのさらなる欠点は、これらの物質が、例えば振幅、位相及び/または周波数等の偏光角以外の放射特性に悪影響を与える可能性があることにある。 A further disadvantage of using paramagnetic and ferromagnetic to the magneto-optical devices, these substances, for example amplitude, that can adversely affect the radiation characteristics of the non-polarization angle, such as phase and / or frequency It is in.

先行技術は、ディスプレイ・デバイスを集合的に定義する際に不連続磁気光学バルク・デバイス(例えば結晶)を使用することを認識している。 The prior art recognizes the use of discontinuous magneto-optical bulk devices (e.g. crystal) when collectively define a display device. これらの先行技術ディスプレイは、ピクチャエレメント(ピクセル)当たりのコストが比較的高いこと、個々のピクセルを制御する操作コストが高いこと、制御がますます複雑化して比較的大型のディスプレイ・デバイスに十分に比例しないこと、を含む幾つかの欠点を有する。 These prior art display, it is relatively high cost per picture element (pixel), the high operating costs of controlling the individual pixels, control is increasingly complex enough to relatively large display device that not proportional, has several disadvantages, including.

(図1A、図1B及び図1Cより成る)図1は、ファイバ通信システムに使用される従来の不連続素子のファラデー回転及び減衰デバイス100を示す。 (Figure 1A, consisting of FIGS. 1B and 1C) Figure 1 shows a Faraday rotation and attenuation device 100 of the conventional discontinuous elements used in the fiber communication system. 後に詳述するが、図1Aはデバイス100の側面図であり、図1Bはデバイス100の平面図であり、図1Cはデバイス100の斜視図である。 As will be described later in detail, FIG. 1A is a side view of the device 100, FIG. 1B is a plan view of the device 100, FIG. 1C is a perspective view of the device 100. デバイス100は、偏光ビーム125を形成するために入力ビーム110をカップリング・レンズ115へ、次いで第1の偏光器120へ送出する光ファイバ105を含む。 Device 100 includes an optical fiber 105 for transmitting an input beam 110 to form a polarizing beam 125 to the coupling lens 115, and then to the first polarizer 120. 偏光ビーム125は、巻線140を有する永久磁石135に包囲される光学的にアクティブな不連続結晶130へ投入される。 Polarized beam 125 is fed into an optically active discontinuous crystal 130 which is surrounded by the permanent magnet 135 having a winding 140. 結晶130からは、偏光回転により、巻線140を通る電流を基礎としてビーム125とは異なる偏光回転ビーム145が生成される。 From the crystal 130, the polarization rotation, polarization rotating beam 145 that is different from the beam 125 the current through the winding 140 as a basis is generated. ビーム145は次にアナライザ偏光器150へと方向づけられ、次にカップリング・レンズ155、光ファイバ160へと入って出力ビーム165が生成される。 Beam 145 is then directed to the analyzer polarizer 150, then the coupling lens 155, the output beam 165 enters into the optical fiber 160 is generated. 出力ビーム165の振幅は、結晶130がビーム145の偏光回転角度を変えること(ファラデー・アイソレータは偏光回転を45度という一定の量だけ変えるが、典型的には僅か数度)に伴う、ビーム145と偏光器150との相対偏光角度に依存する。 The amplitude of the output beam 165 is caused by the crystal 130 changes the polarization rotation angle of the beam 145 (Faraday isolator varied by a constant amount of 45 ° polarization rotation, but typically a few degrees to) the beam 145 and it depends on the relative polarization angle between the polarizer 150.

従来の画像システムは、おおまかに2つのカテゴリ、即ち(a)フラットパネルディスプレイ(FPD)と、(b)投影システム(発光型ディスプレイとして陰極線管(CRT)を含む)と、に分けることができる。 Conventional imaging systems are roughly two categories, namely (a) and flat panel display (FPD), may be divided into, and (b) a projection system (including cathode ray tube (CRT) as a light-emitting display). 一般的に言えば、これらの2つのシステム・タイプの支配的な技術は例外はあるが同じではない。 Generally speaking, the dominant technology of these two system types are exceptions, but not the same. これらの2つのカテゴリは、あらゆる未来技術にとって明確な課題を有するが、従来の技術はこれらの課題をいまだ十分に克服していない。 These two categories include, but has a distinct challenge for any future technologies, the prior art has not overcome these problems as yet sufficient.

既存のFPD技術に立ちはだかる主要な課題は、支配的な陰極線管(CRT)技術と比較した場合のコストにある(「フラット・パネル」は、規格深さがほぼディスプレイ部分の幅に等しいCRTディスプレイに比べて「平たい」または「薄い」ことを意味する)。 Major challenge confronting existing FPD technology is the cost when compared to the dominant cathode ray tube (CRT) technology ( "Flat Panel" is equal to CRT display standard depth to the width of the substantially display portion compared to mean that the "flat" or "thin").

解像度、明るさ及びコントラストを含む所定の画像化規格セットを達成するため、FPD技術は、CRT技術よりほぼ3乃至4倍高価である。 Resolution, in order to achieve a predetermined imaging standards set including brightness and contrast, FPD technology is approximately 3 to 4 times more expensive than CRT technology. 具体的にはディスプレイ部分のスケーリングが大きくなることによるCRT技術のかさ高さ及び重量は、主要な欠点である。 Specifically bulkiness and weight of CRT technology by the scaling of the display portion becomes large, a major drawback. 薄型ディスプレイの探求は、FPD分野において幾つかの技術の開発を駆り立てている。 Quest of flat-panel displays, have spurred the development of some of the technology in the FPD field.

FPDのコスト高は、支配的な液晶ダイオード(LCD)技術における、またはさほど普及していないガスプラズマ技術における精密なコンポーネント材料の使用に起因するところが大きい。 High cost of FPD is largely due to the use of precision components materials in gas plasma technique in a dominant liquid crystal diode (LCD) technology, or not much spread. LCDに使用されるネマチック材料の不整は、比較的高い欠陥率をもたらし、個々のセルに欠陥があるLCDエレメントのアレイはディスプレイ全体の不合格、または欠陥エレメントの高価な置換をもたらす場合が多い。 Irregularities nematic materials used in LCD results in a relatively high defect rate, the array of LCD elements is defective individual cell is often lead to costly replacement of failing the entire display or defect element.

LCD及びガスプラズマ・ディスプレイ技術の双方にとって、このようなディスプレイの製造に際して液体またはガスを制御する固有の困難さは、技術上及びコスト面での基本的な制限要素である。 For both the LCD and gas plasma display technology, inherent difficulty of controlling the liquid or gas in the production of such displays is a fundamental limiting factor in technical and cost.

高コストのさらなる原因は、既存の技術における各光弁/発光エレメントでの比較的高いスイッチング電圧に対する要求である。 A further cause of high cost is required for relatively high switching voltage of each light valve / emitting element in the existing technology. 次には液体セルを介して透過される偏光を変えることに繋がる、LCDディスプレイのネマチック材料を回転するためであれ、ガスプラズマ・ディスプレイにおいてガス・セルを励起するためであれ、画像エレメントにおける高速スイッチングを達成するためには比較的高い電圧が必要とされる。 The following leads to changing the polarized light transmitted through the liquid cell, whether to rotate the nematic material of the LCD display, long to excite the gas cell in a gas plasma display, high-speed switching of the image element It is required a relatively high voltage in order to achieve. LCDにとって、各画像ロケーションに個々のトランジスタ・エレメントが割り当てられる「アクティブ・マトリックス」は高コストのソリューションである。 Taking the LCD, is assigned an individual transistor elements to each image location "active matrix" is a high cost solution.

画像品質規格が高まるにつれて、今日、高精細度テレビ(HDTV)またはこれを凌駕する既存のFPD技術では、CRT技術と競争し得るコストで画像品質を供給することができない。 As image quality standards increases, today, existing FPD technology that surpasses the high definition television (HDTV) or which can not be supplied to the image quality at a cost that can compete with CRT technology. コスト差は、この品質範囲という目的において最も顕著である。 Cost difference is most pronounced for the purpose that this quality range. また、35mmフィルム品質解像度の供給は、技術的には実現可能であるものの、テレビであれ、コンピュータ・ディスプレイであれ、家庭用電化製品の枠をはみ出すコストが掛かることが予測される。 The supply of 35mm film quality resolution, although technically feasible, it is television, it is a computer display, the cost protruding frame of consumer electronics is applied is predicted.

投影システムには、テレビ(またはコンピュータ)のディスプレイ及び劇場映画用の投影システムという2つの基本的なサブクラスが存在する。 The projection system, there is a basic subclass of two that the projection system of the display and theatrical film of the television (or computer). 相対コストは、伝統的な35mmフィルム映写機との競争というコンテキストにおける主要な問題点である。 Relative cost is a major problem in the context of competition with traditional 35mm film projectors. しかしながらHDTVの場合、投影システムは、従来のCRT、LCD FPDまたはガスプラズマFPDに比べて低コストのソリューションとなる。 However, in the case of HDTV, projection system, conventional CRT, a low cost solution compared to LCD FPD or gas plasma FPD.

現在の投影システム技術は、他の課題に直面している。 The current projection system technology, are faced with other challenges. HDTV投影システムは、ディスプレイ表面への照射距離が比較的短いという制約内で、均一の画質を維持しながらディスプレイの深度を最小化するという二重の課題に直面している。 HDTV projection system, within the constraints of the irradiation distance to the display surface is relatively short, faced with the dual challenge of minimizing the depth of the display while maintaining the uniformity of image quality. このバランス取りは、典型的には、比較的低いコストを犠牲にした満足するとは言えない妥協をもたらす。 This balancing is, typically, result in a compromise that can not be said to satisfy at the expense of relatively low cost.

しかしながら、投影システムに関して技術的要求の厳しいフロンティアは映画館の分野にある。 However, severe frontier of technical requirements with respect to the projection system is in the field of cinema. 映画のスクリーン設備は投影システムにとって新生のアプリケーション分野であり、このアプリケーションにおいては、コンソールの深さと均一な画質に関する問題は、典型的には当てはまらない。 The movie screen equipment is an application field of the newborn for the projection system, in this application, the problem with the console of depth and uniform image quality, typically not the case. 代わりに課題となるのは、(最低でも)伝統的な35mmフィルム映写機の品質に競争力のあるコストで等しくなることである。 Instead of the challenges is to equal at competitive costs on the quality of (at least) the traditional 35mm film projectors. 直接駆動画像光増幅器(「D−ILA」)、デジタル光プロセシング(「DLP(登録商標)」)及びグレーティング・光弁(「GLV」)ベースのシステムを含む既存の技術は、最近でこそ伝統的な映画映写機の品質に等しくなっているとは言え、伝統的な映写機に比べて多大なコスト格差を有する。 Direct drive image light amplifier ( "D-ILA"), digital light processing ( "DLP (registered trademark)") and a grating light valve ( "GLV") existing comprising based system technology, traditional what recently However, such is to be equal to the quality of the movie projector, with a great deal of cost gap compared to the traditional projector.

直接駆動画像光増幅器は、JVC Projectorsによって開発された反射型液晶光弁素子である。 Direct drive image light amplifier is a reflective liquid crystal light valve device developed by JVC Projectors. 駆動用集積回路(「IC」)は、CMOSベースの光弁上へ直接画像を書込む。 Driving integrated circuit ( "IC") writes the image directly to the CMOS-based light valve on. 液晶は、信号レベルに比例して反射率を変える。 Liquid crystal changes the reflectance in proportion to the signal level. これらの垂直にアラインされる(ホメオプトロピック)結晶は、16ミリ秒未満の立上りプラス立下がり時間である超高速反応時間を達成する。 By these vertically aligned (homeo flop isotropic) crystals, 16 a rise plus fall time of less than milliseconds to achieve ultrafast response time. キセノン・ランプまたは超高性能(「UHP」)メタル・ハライド・ランプからの光は、偏光ビーム・スプリッタを介して進み、D−ILAデバイスに反射し、スクリーンに投射される。 Light from a xenon lamp or ultra high performance ( "UHP") metal halide lamp travels through the polarizing beam splitter, reflected by the D-ILA device and projected onto a screen.

DLP(登録商標)投影システムの中心には、1987年にTexas InstrumentsのDr. DLP in the center of the (registered trademark) projection system, Dr. of Texas Instruments in 1987 Larry Hornbeckによって開拓された、デジタル・マイクロミラー・デバイスまたはDMDチップとして知られる光半導体が存在する。 Was pioneered by larry Hornbeck, optical semiconductor is present, known as a digital micromirror device or DMD chip. DMDチップは、高性能ライト・スイッチである。 DMD chip is a high-performance light-switch. これは、130万個までのヒンジマウント式微視的ミラーによる矩形アレイを含み、これらのマイクロミラーの各々は人毛の幅の5分の1未満を計測し、投射される画像における1ピクセルに相当する。 This includes a rectangular array by a hinge-mounted microscopic mirrors up to 1.3 million, each of these micromirrors measures less than one-fifth the width of a human hair, corresponds to one pixel in an image to be projected to. DMDチップがデジタル・ビデオまたはグラフィック信号、光源及びプロジェクション・レンズに整合されると、そのミラーはスクリーンまたは他の表面上へ全てのデジタル画像を反射する。 When DMD chip is aligned digital video or graphic signal, a light source and projection lens, the mirror reflects all of the digital image onto a screen or other surface. DMD及びこれを包囲する高性能電子機器は、デジタル・ライト・プロセシング(登録商標)技術と呼ばれる。 DMD and high performance electronic equipment surrounding it, a digital light processing called (R) technology.

GLV(グレーティング・光弁)と呼ばれるプロセスが、開発されつつある。 Process called GLV (Grating light valve) are being developed. この技術を基礎とするプロトタイプ・デバイスは、コントラスト比3000:1を達成した(今日の典型的な最高級のプロジェクション・ディスプレイは1000:1しか達成していない)。 Prototype device that this technology-based, the contrast ratio of 3000: 1 was achieved (typically the finest of the projection display of today is 1000: 1 only not achieved). 本デバイスは、特有の波長において選択される3つのレーザを使用してカラーを送る。 The device sends a color using three lasers selected at specific wavelengths. 3つのレーザは、赤(642nm)、緑(532nm)及び青(457nm)である。 Three of the laser is a red (642nm), green (532nm) and blue (457nm). 本プロセスはMEMS(微小電気機械)技術を使用し、一直線上の1,080個のピクセルによるマイクロリボン・アレイより成る。 This process uses a MEMS (Micro-electro-mechanical) techniques, consists of a micro ribbon array by 1,080 pixels on a straight line. 各ピクセルは、固定された3つと上下に移動する3つである6つのリボンより成る。 Each pixel consists of six ribbons 3 in which to move a fixed three and up and down. 電気エネルギーが印加されると、3つの可動リボンは光を「濾波」して除く一種の回折格子を形成する。 When electrical energy is applied, the three movable ribbons form a diffraction grating of a type other than in the light and "filtering".

コスト格差の一部は、これらの技術が低コストで所定の重要な画質パラメータを達成するに当たって直面する固有の困難さに起因する。 Some of the cost disparity, these techniques are due to the inherent difficulties encountered in achieving a predetermined critical quality parameter at a low cost. マイクロミラーDLP、GLVにとって、具体的には「黒」の品質におけるコントラストの達成は困難であり、(光学格子波動干渉を介するピクセルの無効化または黒を達成して)この困難に直面しないまでも、映画のように効果的な断続的画像をラインアレイ・スキャン・ソースによって達成する困難さに直面する。 Micromirror DLP, taking the GLV, in particular achieving contrast in the quality of the "black" is difficult, (to achieve disable or black pixels through the optical grating wave interference) if not face this difficulty , it faces difficulty in achieving the effective intermittent image line array scan source like a movie.

既存の技術は、LCDであれMEMSベースであれ、少なくとも1K×1K個のエレメント・アレイを有するデバイス(マイクロミラー、液晶オンシリコン(「LCoS」)及びこれらに類似するもの)を製造する経済性によっても制約される。 Existing technology, whether MEMS-based long as LCD, by economics of manufacturing a device having at least 1K × 1K number of elements array (micromirrors, liquid crystal on silicon ( "LCoS") and those similar thereto) It is also constrained. 要求される技術規格で動作するこうした数のエレメントを包含する場合、チップ・ベースのシステムでは欠陥率が高い。 If it encompasses elements of such number of operating at the required technical specification, high defect rate in the chip-based systems.

様々な通信用途に、ファラデー効果と共同する段階インデックス光ファイバを使用することは知られている。 The various communication applications, the use of step-index optical fiber which cooperates with the Faraday effect is known. 光ファイバの通信アプリケーションは周知であるが、分散及び他の性能の測定基準に関する従来の光ファイバの通信特性はファラデー効果の最適化のためには最適化されず、場合によってはファラデー効果の最適化によって低下されることから、ファラデー効果を光ファイバに適用することには固有の葛藤がある。 The communication application of the optical fiber is well known, communication characteristics of the conventional optical fiber related metrics dispersion and other performance for the optimization of the Faraday effect is not optimized, the optimization of the Faraday effect in some cases from being reduced by, for applying the Faraday effect in the optical fiber it has inherent conflict. 従来の光ファイバ・アプリケーションの中には、54メートルの路程に渡って100エルステッドの磁場を印加することによって90度の偏光回転が達成されるものがある。 Among the conventional optical fiber applications, there is what is achieved polarization rotation of 90 ° by applying a magnetic field of 100 Oe over the 54 m path length. ソレノイド内部にファイバを置き、ソレノイドを介して電流を方向づけることにより所望される磁場を生成すると、所望される磁場が印加される。 Place the fiber to the internal solenoid, when generating a desired magnetic field by directing current through the solenoid, the desired magnetic field is applied. 通信用途の場合、単位キロメートルで測定される合計路程を有するシステムにおける使用が設計されていることを考えると、54メートルの路程は容認できる。 For communication purposes, considering that the use in a system having a total path length to be measured in kilometers are designed, path length 54 meters acceptable.

光ファイバのコンテキストにおけるファラデー効果の別の従来的用途は、ファイバを介する従来の高速データ伝送の上に低速データ伝送をオーバーレイするシステムとしてである。 Another conventional applications of Faraday effect in the context of optical fiber is a system to overlay low speed data transmission over a conventional high-speed data transmission over the fiber. ファラデー効果は、高速データをゆっくりと変調して帯域外シグナリングまたは制御を供給するために使用される。 Faraday effect is used to provide out-of-band signaling or control by slowly modulating the high-speed data. この用途もやはり、通信用途により支配的な検討事項として実装される。 This application is also again be implemented as the dominant consideration by the communication application.

これらの従来のアプリケーションにおいては、ファイバは通信使用用に設計され、典型的にキロメートル±長さのファイバ・チャネルの減衰及び分散性能測定基準を含む通信特性を低下させる、ファラデー効果へ関与させるためのファイバ特性の変調は何れも許容されない。 In these prior art applications, the fiber is designed for communication use, typically reduces the communication characteristics including attenuation and dispersion performance metric Fiber Channel km ± length for involving the Faraday effect any modulation of the fiber properties are not acceptable.

光ファイバの性能測定基準が電気通信における使用を許容する合格水準が樹立されると、光ファイバの製造技術が開発され、極端に長い光学的に純粋かつ均一なファイバの効率的かつ費用効果的製造を可能にすべく洗練された。 If an acceptable level of performance metrics of the optical fiber allows the use in telecommunications is established, manufacturing technology of an optical fiber have been developed, efficient and cost effective production of extremely long optically pure and uniform fiber It has been refined in order to enable the. 大まかに言って、光ファイバの基本的な製造プロセスには、プリフォーム・ガラス・シリンダの製造、プリフォームからのファイバの引抜き及びファイバの検査が含まれる。 Broadly speaking, the basic manufacturing process of the optical fiber, producing a preform glass cylinder includes inspection of withdrawal and the fiber of the fiber from the preform. 典型的には、内付け化学気相蒸着(MCVD)プロセスを使用してプリフォーム・ブランクが製造される。 Typically, using an internal with chemical vapor deposition (MCVD) process preform blank is manufactured. MCVDプロセスは、最終製品ファイバの所望される属性(例えば、屈折率、膨張係数、融点、他)を製造するために必要な必須化学組成を有するシリコン溶液を介して酸素を泡立てる。 MCVD process, desired attributes of the final product fibers (e.g., refractive index, expansion coefficient, melting point, etc.) bubbled oxygen through the silicone solution having the requisite chemical composition required for the production of. ガス蒸気は、特殊なろくろ内の合成シリカまたは石英の管(クラッディング)内へ導かれる。 Gas vapor is guided to special tubes synthetic silica or quartz in the runner (cladding) within. ろくろは回転され、管の外側に沿ってトーチが移動する。 Runner is rotated, the torch is moved along the outside of the tube. トーチからの熱により、ガス内の化学物質は酸素と反応して二酸化珪素と二酸化ゲルマニウムを形成し、これらの二酸化物は管の内側に蒸着して融合し、ガラスを形成する。 The heat from the torch, chemicals in the gas reacts with oxygen to form a silicon and germanium dioxide, these dioxide is fused by depositing on the inside of the tube to form a glass. 本プロセスは最終的に、ブランク・プリフォームを製造する。 The process ultimately, to produce a blank preform.

製造されたブランク・プリフォームは、冷却及び検査後、ファイバ線引きタワーの内部にプリフォームがグラファイト炉の頂上に近くなるように置かれる。 Blank preform made after cooling and inspection, the preform inside the fiber drawing tower is placed to be close to the top of the graphite furnace. 炉はプリフォームの先端を溶かし、その結果として生じる溶融した「小滴」は重力により落下し始める。 The furnace was dissolved tip of the preform, molten "droplets" the resulting begins to fall by gravity. この滴は落下に伴って冷却され、ガラスの素線を形成する。 The droplets are cooled with the fall, to form a strand of glass. この素線は、一連の処理ステーションを通って所望されるコーティングを付され、かつこのコーティングを硬化され、素線が所望される厚さを有するようにコンピュータが監視する速度で素線を引張る牽引器へ付着される。 The wire passes through a series of processing stations are assigned a coating is desired, and cured the coating, traction to pull the wire at a speed which the computer monitor to have a thickness of the wire is desired It is attached to the vessel. ファイバは、毎秒約33乃至66フィートの速度で引張られ、引き出された素線はスプール上へ巻かれる。 Fiber is pulled per second about 33 to 66 feet speed, the drawn wire is wound onto a spool. これらのスプールが1.4マイルを超える光ファイバを含むことは珍しいことではない。 It is not uncommon that these spool includes an optical fiber of more than 1.4 miles.

最終製品であるこのファイバは、性能測定基準の検査を含む検査を受ける。 The fiber as a final product is subjected to tests, including test performance metric. 通信グレード・ファイバに関するこれらの性能測定基準には、引張り強さ(平方インチ当たり100,000ポンド以上)、屈折率プロファイル(開口数及び光学的欠陥スクリーン)、ファイバ・ジオメトリ(コア径、クラッディング寸法及びコーティング径)、減衰(距離に沿った様々な波長の光のデグラデーション)、帯域幅、色分散、動作温度/範囲、減衰への温度依存性及び水中の光伝導能力が含まれる。 These performance metrics related to communication grade fiber tensile strength (100,000 pounds per square inch), the refractive index profile (numerical aperture and optical defects screen), the fiber geometry (core diameter, cladding dimensions and coating diameter), attenuation (various wavelengths of light degradation along the length), the bandwidth, chromatic dispersion, the operating temperature / ranges include temperature dependence and water photoconductive ability to decay.

1996年には、それ以降フォトニック結晶ファイバ(PCF)と称されている、上述の光ファイバの変形が明示された。 In 1996, are referred later photonic crystal fiber (PCF), variations of the above-mentioned optical fiber was demonstrated. PCFは、より高い屈折率のバックグラウンド材料内に低指数材料の微細構造配列を使用する光ファイバ/導波構造体である。 PCF is an optical fiber / waveguide structures using the microstructured array of low index material to a higher index of refraction background in material. バックグラウンド材料は非ドープ・シリカである場合が多く、低指数領域は、典型的にはファイバの長さに沿って伸びる空孔によって供給される。 Background material is often a non-doped silica, the low index region is typically supplied by the holes extending along the length of the fiber. PCFは2つの一般的カテゴリ、即ち(1)高指数導波ファイバ、及び(2)低指数導波ファイバ、に分けられる。 The PCF two general categories, namely (1) high index waveguide fiber, and (2) low index waveguide fiber, is divided into.

先に述べた従来の光ファイバと同様に、高指数導波ファイバは、修正全内部反射(MTIR)の原則により光を中実コア内へ導いている。 As with conventional optical fiber described above, the high index waveguide fiber has led to the middle in the solid core light by modifying the principle of total internal reflection (MTIR). 全内部反射は、空気で満たされた微細構造領域における、より低い実効屈折率によって引き起こされる。 Total internal reflection, in the microstructure region filled with air, is caused by a lower effective refractive index.

低指数導波ファイバは、フォトニック・バンドギャップ(PBG)効果を使用して光を導く。 Low-index waveguide fiber guides the light using the photonic band gap (PBG) effect. PBG効果は微細構造のクラッディング領域における伝播を不可能にすることから、光は低指数コアへ閉じ込められる。 PBG effect since it precludes propagation in cladding region of the microstructure, the light is confined to the low index core.

「従来の導波管構造」という用語は広範な導波構造体及び方法を包含して使用されるが、本構造の範囲は、本明細書が記述しているように、本発明の実施形態を実装すべく変更されてもよい。 The term "conventional waveguide structure" is used to encompass a wide range of waveguide structures and methods, the scope of the present structure, as used herein is described, embodiments of the present invention it may be changed in order to implement. 異なるファイバ・タイプ補佐(aides)の特性は、それらが使用される多くの異なるアプリケーションに適合化される。 Characteristics of different fiber types assistant (aides) is adapted to many different applications in which they are used. 光ファイバ・システムの操作は、適切には、どんなタイプのファイバが使用されているか、及びその理由を知ることに依存する。 Operation of the optical fiber system is suitably what type of fiber is used, and on the knowing why.

従来のシステムには、シングルモード、マルチモード及びPCF導波管が含まれ、かつ多くの亜変種も含まれる。 Conventional systems, single-mode, includes a multi-mode and PCF waveguide, and many sub-variants are also included. 例えば、マルチモード・ファイバにはステップインデックス・ファイバ及びグレイデッドインデックス・ファイバが含まれ、シングル・モード・ファイバにはステップインデックス型、マッチドクラッディング型、ディプレストクラッディング型及び他のエキゾチック構造体が含まれる。 For example, the multimode fiber includes a step index fiber and graded index fiber, a step index type in single mode fiber, a matched cladding type, the depressed cladding type and other exotic structures included. マルチモード・ファイバは、より短い伝送距離に最も適するように設計され、LANシステム及びビデオ監視における使用に適する。 Multimode fiber is designed to best suit the shorter transmission distance, suitable for use in the LAN system and video surveillance. シングルモード・ファイバは、より長い伝送距離に最も適するように設計され、長距離電話システム及び多チャンネル・テレビ放送システム用として適する。 Single-mode fiber is designed to best suit the longer transmission distances, suitable as a long-distance telephone system and a multi-channel television broadcast system. 「エア−クラッディング」またはエバネセント結合型の導波管には、光学的ワイヤ及び光学的ナノワイヤが含まれる。 The - "Air cladding" or evanescent coupling type waveguide include optical wires and optical nanowires.

ステップ指数は、概して、導波管の屈折率の急激な変更をもたらすことを指し、コアは、クラッディングのそれより大きい屈折率を有する。 Step index generally refers to bring rapid changes of the refractive index of the waveguide, the core has a refractive index greater than that of the cladding. グレイデッド指数は、コアの中心からさらに漸次低減する屈折率プロファイルをもたらす構造体を指す(例えば、コアは放物線状の輪郭を有する)。 Graded index refers to a structure results in a refractive index profile to reduce further progressively from the center of the core (e.g., core has a parabolic profile). シングルモード・ファイバは、特定のアプリケーション(例えば、非分散シフト・ファイバ(NDSF)、分散シフト・ファイバ及び非ゼロ分散シフト・ファイバ(NZ−DSF)等の長さ及び放射線周波数)用に調製される多くの異なるプロファイルを開発している。 Single mode fiber is prepared a particular application (e.g., non-dispersion shifted fiber (NDSF), dispersion shifted fiber and non-zero dispersion shifted fiber (NZ-DSF) length, such as and radiation frequency) for It has developed a number of different profiles. シングルモード・ファイバの重要な多様体は、偏光維持(PM)ファイバと称されて開発されている。 Important manifolds single-mode fiber is being developed is referred to as a polarization-maintaining (PM) fiber. これまでに論じた他のシングルモード・ファイバは全て、ランダムな偏光を伝送する能力を有するものである。 All other single-mode fiber that previously discussed and has the ability to transmit a random polarization. PMファイバは、投入される光の1つの偏光のみを伝播するように設計される。 PM fiber is designed to propagate only one polarization of the input light. PMファイバは、他のファイバ・タイプにはない特徴を含む。 PM fiber includes features not found in other fiber types. コアの他に、(2)ストレス・ロッドと呼ばれる長手方向の領域が存在する。 In addition to the core, there are longitudinal regions called (2) stress rods. 名前が含意するように、これらのストレス・ロッドは、光の1つの偏光面の透過のみを良しとするようにファイバ・コア内に応力を生成する。 As the name implies, these stress rod produces a stress in the fiber core to the good only transmission of one of the polarization plane of light.

先に論じたように、従来の磁気光学システム、具体的にはファラデー回転子及びアイソレータは、希土類ドープ・ガーネット結晶及び他の特殊物質、一般的にはイットリウム鉄ガーネット(YIG)またはビスマス置換YIG、を含む特殊な磁気光学材料を使用している。 As discussed above, conventional magneto-optic systems, a Faraday rotator and an isolator is specifically, rare earth doped garnet crystals and other special substances, generally yttrium iron garnet (YIG) and bismuth-substituted YIG, using a special magneto-optical material including. YIG単結晶は、浮遊帯(FZ)法を使用して成長される。 YIG single crystal is grown using the floating zone (FZ) method. 本方法においては、Y 及びFe がYIGの化学量論組成に合うように混合され、混合体が焼結される。 In this method, Y 2 O 3 and Fe 2 O 3 are mixed to match the YIG stoichiometry, mixture is sintered. 焼結物はFZ炉内の一方のシャフト上にmother stickとして設定され、一方でYIG種結晶はもう一方のシャフト上に設定される。 Sinter is set as mother stick on one shaft within FZ furnace, whereas YIG seed crystal is set on the other shaft. 前述のように配合された焼結物は、YIG種結晶の蒸着を促進するために必要とされる流体を生成するように、中央部分においてmother stickと種結晶との間へ置かれる。 Sinter formulated as described above, to produce a fluid that is required to facilitate the deposition of the YIG seed crystal is placed into between the mother stick and the seed crystal in the central portion. ハロゲン・ランプからの光は上記中央部分に集束され、この間、2つの軸は回転される。 Light from the halogen lamp is focused on the central portion, during which the two axes are rotated. 中央部分は、酸素含有雰囲気において加熱されると溶融ゾーンを形成する。 Central portion forms a molten zone and is heated in an oxygen-containing atmosphere. この条件下で、mother stick及び種結晶は定速で移動されてmother stickに沿った溶融ゾーンの移動がもたらされ、YIG焼結物から単結晶が成長される。 In this condition, mother stick and the seed crystal is brought movement of the molten zone along been moved at a constant speed mother stick, single crystal is grown from the YIG sinter.

FZ法は、空中に浮遊されるmother stickから結晶を成長させることから、汚染は防止され、高純度の結晶が製造される。 FZ method, since the crystal is grown from the mother stick to be airborne, contamination is prevented, highly pure crystals are produced. FZ法は、012×120mmのインゴットを生成する。 FZ method, to produce a 012 × 120mm of ingot.

ビスマス置換鉄ガーネット厚膜は、LPE炉を含む液相エピタキシ−(LPE)法によって成長される。 Bismuth-substituted iron garnet thick film, liquid phase epitaxy including LPE furnace - is grown by (LPE) method. 結晶材料とPbO−B のフラックスは加熱され、白金るつぼの中で溶融される。 Flux of the crystal material and PbO-B 2 O 3 is heated and melted in a platinum crucible. (GdCa) (GaMgZr) 12等の単結晶ウェハは回転されながら溶融表面に浸され、これにより、ウェハ上にBi−置換された鉄ガーネット厚膜が成長される。 (GdCa) 2 (GaMgZr) 5 single crystal wafers O 12 and the like are immersed in the molten surface while being rotated, thereby, iron garnet thick film is Bi- substituted on the wafer is grown. 厚膜は、直径3インチの大きさに成長させることができる。 Thick film may be grown to a size of 3 inch diameter.

45゜のファラデー回転子を達成するため、これらの膜は所定の厚さまで研磨され、反射防止コーティングを塗布され、次いでアイソレータに合うように1乃至2平方ミリメートルにカットされる。 To achieve 45 ° Faraday rotator, these films is polished to a predetermined thickness, it is coated with anti-reflection coating, and then cut into 1 to 2 mm2 to suit isolators. Bi−置換された鉄ガーネット厚膜はYIG単結晶より大きいファラデー回転容量を有することから、約100μmにまで薄くされなければならず、よってより高い精度の処理が要求される。 Bi- substituted iron garnet thick film since it has a YIG single crystal larger Faraday rotation capacity, it must be thinned to about 100 [mu] m, thus a higher accuracy of processing is required.

より新しいシステムは、ビスマス置換イットリウム鉄ガーネット(Bi−YIG)材料、薄膜及びナノ粉末を製造し、合成する。 Newer systems, bismuth-substituted yttrium iron garnet (Bi-YIG) material, to produce thin films and nano-powders are synthesized. ジョージア州30341、アトランタ、ピーチツリー工業通り(Peachtree Industrial Boulevard,Atlanta,GA)・インダストリアル・ブールバード5313所在のnGimat社は、燃焼化学蒸着(CCVD)システムを使用して薄膜コーティングを製造している。 Georgia 30341, Atlanta, Peachtree Industrial Street (Peachtree Industrial Boulevard, Atlanta, GA) · Industrial Boulevard 5313 whereabouts of nGimat manufactures a thin-film coating using combustion chemical vapor deposition (CCVD) system. このCCVDプロセスでは、オブジェクトの被覆に使用される金属含有の化学物質である先駆物質は、典型的には可燃燃料である溶液中に溶かされる。 This CCVD process, the precursor is a chemical substance of a metal-containing used for coating objects are typically dissolved in solution is combustible fuels. この溶液は霧状にされ、特殊なノズルによって微細な液滴に形成される。 This solution is atomized, it is formed into fine droplets by a special nozzle. これらの液滴は、酸素ストリームによって炎へと運ばれ、炎で燃焼される。 These droplets are transported to the flame by the oxygen stream, it is burned in a flame. 基板(被覆される材料)は、単に炎の前で引くことによってコーティングされる。 Substrate (material to be coated) is simply coated by pulling in front of the flame. 炎からの熱は、液滴を蒸発させるために必要な、かつ先駆物質が反応して基板上に蒸着(凝縮)するために必要なエネルギーを供給する。 Heat from the flame, required to evaporate the droplet, and supplies the energy necessary for the precursor to react with deposited on a substrate (condensation).

さらに、多くのIII−V族及び元素半導体系の異種集積を達成するために、エピタキシャル・リフトオフが使用されている。 Furthermore, in order to achieve a heterogeneous integration of many group III-V and elemental semiconductor system, epitaxial liftoff has been used. しかしながら、幾つかのプロセスを使用して他の多くの重要な材料系のデバイスを集積することは困難であった。 However, it has been difficult to integrate many other important materials based devices using several processes. この問題点の良い例となっているのが、オンチップ薄膜光アイソレータに必要なシステムである半導体プラットフォーム上へ単結晶遷移金属酸化物を集積することであり、磁気ガーネットにおけるエピタキシャル・リフトオフの実装が報告されている。 Has become a good example of this problem is, is to integrate the single crystal transition metal oxide on the semiconductor platform is a system required on-chip thin-film optical isolator, the implementation of epitaxial liftoff in the magnetic garnet It has been reported. ガドリニウム・ガリウム・ガーネット(GGG)上に成長される単結晶イットリウム鉄ガーネット(YIG)及びビスマス置換YIG(Bi−YIG)エピタキシャル層内には、ディープ・イオンインプランテーションを使用して埋込み犠牲層が生成される。 The gadolinium gallium garnet (GGG) single crystal yttrium iron garnet which is grown on (YIG) and bismuth-substituted YIG (Bi-YIG) epitaxial layer, the buried sacrificial layer is generated using a deep ion implantation It is. このインプランテーションによって発生する損害には、犠牲層とその他のガーネットとの間の大きなエッチの選択性が含まれる。 The damage caused by this implantation, includes a large etch selectivity between the sacrificial layer and the other garnets. もとのGGG基板からは、リン酸におけるエッチングにより10ミクロンの厚膜が外されている。 From the original GGG substrate, a 10 micron thick film is removed by etching in phosphoric acid. シリコン基板及びガリウム砒素基板へは、ミリメートル・サイズ片が転写されている。 To the silicon substrate and gallium arsenide substrate, millimeter-size piece is transferred.

さらに研究者達は、748nmにおいて同じ厚さの単層ビスマス鉄ガーネット膜の140%のファラデー回転を表示する、彼らが磁気光学フォトニック結晶と呼ぶ多層構造体について報告している。 Further researchers, displays 140% of the Faraday rotation of the single-layer bismuth iron garnet film having the same thickness at 748 nm, they have reported the multilayer structure is referred to as a magneto-optical photonic crystal. 現在のファラデー回転子は、概して単結晶またはエピタキシャル膜である。 Current Faraday rotator is generally monocrystalline or epitaxial film. 但し、単結晶デバイスは比較的大きく、光集積される光学素子回路等の応用例におけるその使用を困難にしている。 However, the single-crystal device is relatively large, making it difficult its use in applications such as optical element circuit being integrated optical. さらに膜も厚さが約500μmあり、よって代替材料系が望ましく、鉄ガーネット、具体的にはビスマス及びイットリウム鉄ガーネットの積層膜の使用が研究されている。 Further film also has about 500μm thick, thus alternative materials system is desirable, the use of laminated films of iron garnets, in particular bismuth and yttrium iron garnet has been studied. 750nm光と共に使用するものとしては、厚さ70nmのビスマス鉄ガーネット(BIG)上の厚さ81nmのイットリウム鉄ガーネット(YIG)による4つのヘテロエピタキシャル層、中央の厚さ279nmのBIG層及びYIG上のBIGによる4つの層を特徴とする積層が設計される。 As those for use with 750nm light, the thickness of 70nm on the bismuth iron garnet (BIG) four by yttrium-iron garnet thick 81 nm (YIG) heteroepitaxial layers, the central thickness of 279 nm BIG layer and on YIG laminate characterized by four layers by BIG is designed. この積層を製造するために、LPX305i 248nmKrFエキシマ・レーザを使用するパルス化レーザ付着が採用された。 To produce the laminated, pulsed laser deposition to use LPX305i 248 nm KrF excimer laser was adopted.

これまでに論じたことから分るように、先行技術は大部分の磁気光学システムに特殊磁気光学材料を使用するが、通信測定基準が危うくされない限り、必要な磁場強度を生成することによって非PCF光ファイバ等のさほど伝統的でない磁気光学材料を有するファラデー効果を採用することも知られている。 As can be seen from the previously discussed, the prior art is to use a special magneto-optical material in most magneto-optical systems, as long as the communication measurement criteria are not compromised, a non by generating the required magnetic field strength PCF it is also known to employ a Faraday effect having a magneto-optic material not very traditional such as an optical fiber. 場合によっては、予め製造された光ファイバと併せて製造後方法を使用し、所定の磁気光学アプリケーションに使用される所定の特殊コーティングが供給される。 In some cases, using methods after production in conjunction with prefabricated optical fiber, predetermined special coatings used in the predetermined magnetic-optical applications is provided. これは、特殊磁気光学結晶及び他のバルクインプリメンテーションに関しても同じであり、所望される様々な結果を達成するためには、時として予め製造された材料の製造後処理が必要である。 This is the same for special magneto-optical crystal and other bulk implementation, in order to achieve various results desired, it is necessary sometimes prefabricated post-processing of the produced material. このような余分の処理は特殊ファイバの最終コストを増大させ、ファイバが仕様に適合しなくなる可能性のある追加的状況をもたらす。 Such extra processing increases the final cost of the special fiber, resulting in additional situations where fiber might not meet specifications. 多くの磁気応用例は、典型的には少数(典型的には1つまたは2つ)の磁気光学構成部品しか含まないことから、比較的高いユニット当たりのコストも許容できる。 Many magnetic applications is (typically one or two) typically few in the fact that only contain magneto-optical components, also acceptable cost per relatively high unit. しかしながら、所望される磁気光学コンポーネントの数の増大に伴って、(ドル及び時間で表示される)最終コストは拡大し、このようなコンポーネントを数百または数千個も使用する応用例では、単価を大幅に下げることが絶対に必要である。 However, with increasing number of magnetic-optical components is desired, (and $ are displayed in time) final cost has expanded, in applications where the use of such components as several hundreds or thousands, bid reducing greatly is absolutely necessary.

これに代わって必要なのは、導波管の放射影響特性の外的影響に対する応答性を強化する先行技術を凌ぐ優位点をもたらすと同時に、単価を下げかつ製造可能性、再現性、均一性及び信頼性を高める代替導波管技術である。 What is needed is in place of this, at the same time results in the advantage that surpass the prior art to enhance the responsiveness to external influences radiation influencing property of the waveguide, lower the unit cost and manufacturability, reproducibility, uniformity and reliability an alternative waveguide technology to increase the resistance.

ここに開示する放射スイッチング・アレイのための装置と方法は、第1の放射波変調器と上記第1の変調器に近接する第2の放射波変調器とを含み、上記変調器は各々波動成分を受け取るためのトランスポートを有し、上記トランスポートは誘導領域と1つまたは複数の境界領域とを有する導波管を含み、かつ上記装置と方法は、上記導波管内に配置される、導波管におけるインフルエンサ反応を強化するための複数の構成要素と、上記トランスポートへ機能的に結合されて制御信号に反応する、上記波動成分が上記トランスポートを通って進むにつれて上記導波管内に上記インフルエンサ反応を誘発させることにより上記波動成分の放射−振幅制御特性に影響を与えるためのインフルエンサと、上記両変調器へ結合される、上記制御信号の Apparatus and method for radiation switching arrays disclosed herein, and a second radiation wave modulator proximate to the first radiation wave modulator and the first modulator, the modulator respectively Wave a transport for receiving the components, the said transport includes a waveguide having a guiding area and one or more boundary regions, and the apparatus and method is arranged in the waveguide, a plurality of components to enhance the influencer response in the waveguide, responsive to the control signal is operatively coupled to said transport, said waveguide as said wave component is advanced through the transport the emission of the wave component by inducing the influencer reaction - and influencers for influencing the amplitude control characteristics are coupled to the both the modulator, the control signal 々を選択的にアサートして各変調器の振幅制御特性を独立して制御するためのコントローラと、を含む。 Comprising a controller for independently controlling the amplitude control characteristics of the modulator people selectively asserted, the. スイッチング方法は、(a)互いに近接する複数のトランスポートの各々において波動成分を受け取ることを含み、各トランスポートは誘導領域と1つまたは複数の境界領域とを有する導波管を含み、上記導波管内には導波管におけるインフルエンサ反応を強化するための複数の構成要素が配置され、かつ(b)各波動成分は各導波管を介して進むにつれてその放射振幅制御特性に独立して影響を与えること、を含む。 The switching method includes a plurality of includes receiving the wave components in each of the transport, the transport waveguide having a guiding area and one or more boundary regions close to each other (a), the guide the wave tube is disposed a plurality of components to enhance the influencer response in the waveguide, and (b) each wave component independently to the radiation amplitude control characteristics as it travels through each waveguide It is affected, including the.

同じく、本発明によるスイッチ・マトリクス製造方法の好適な一実施形態は、a)複数のトランスポートを製造することを含み、各トランスポートは導波管チャネルと上記導波管チャネルに関連づけられる1つまたは複数の境界領域とを有する導波管を含み、上記トランスポートは上記導波管内に配置される、導波管におけるインフルエンサ反応を強化するための複数の構成要素を含み、かつb)複数の変調器を近接させることを含み、各変調器は1つまたは複数のトランスポートと、上記トランスポートへ結合されて1つまたは複数の制御信号に反応する、上記波動成分が上記1つまたは複数のトランスポートを介して伝播するにつれて上記導波管内に上記インフルエンサ反応を誘発させることにより上記波動成分の放射−振幅制御特性に Also, one preferred embodiment of the switching matrix production method according to the invention comprises preparing a a) a plurality of transport, each transport one associated with the waveguide channel and said waveguide channel or comprises a waveguide having a plurality of boundary regions, said transport includes a plurality of components to enhance the are disposed within the waveguide, the influencer response in the waveguide, and b) a plurality the said method comprising to close the modulator, each modulator with one or more transport, responsive to the coupled to the transport by one or more control signals, the wave component is one above or more radiation of the wave component by inducing the influencer response to the waveguide as it propagates through the transport - the amplitude control characteristics 響を与えるためのインフルエンサと、を含み、上記複数の変調器は、制御システムからの1つまたは複数の制御信号に反応するトランスポートの各々からの情報を送る集合的情報提示システムを形成する。 Anda influencer for providing sound, the plurality of modulators, which collectively form information presentation system to send the information from each transport that respond to one or more control signals from the control system .

本発明の装置、方法、コンピュータ・プログラム製品及び伝播信号は、変更されかつ成熟した導波管製造プロセスを使用するという優位点を提供する。 Apparatus, method, computer program product and propagated signal of the present invention provides the advantage of using modified and mature waveguide fabrication process. ある好適な実施形態では、導波管は光学トランスポートであり、好適には、所望される放射属性を保持しながら光学的にアクティブな構成要素を含むことによりインフルエンサの短距離特性に影響する特徴を強化するように適合化される光ファイバまたは導波管チャネルである。 In a preferred embodiment, the waveguide is an optical transport, preferably affects the short-range characteristics of the influencer by including an optically active components while maintaining the radiation attributes desired an optical fiber or waveguide channels is adapted to enhance the feature. ある好適な実施形態では、影響されるべき放射特性には放射線の偏光状態が含まれ、インフルエンサはファラデー効果を使用して、光学トランスポートの伝達軸に平行して伝播される制御可能な可変磁場により偏光回転角を制御する。 In a preferred embodiment, the radiation characteristics to be affected include the polarization state of the radiation, influencer uses the Faraday effect, controllable variable propagated in parallel to the transmission axis of the optical transport controlling the polarization rotation angle by the magnetic field. 光学トランスポートは、偏光が超短光学経路上の低い磁場強度を使用して迅速に制御されることを有効化するように構築される。 Optical transport, polarization is constructed so as to enable it to be rapidly controlled using low field strength on the ultra-short optical path. 放射線はまず、特定の1つの偏光を有する波動成分を生成するように制御され、この波動成分の偏光は、上記影響を与える効果に反応して第2の偏光フィルタが、放出される放射線の振幅を変調するように影響される。 Radiation is first controlled so as to generate a wave component having a particular one of the polarization, the polarization of the wave components, the second polarizing filter in response to the effect of giving the impact, the amplitude of the radiation emitted It is affected to modulate. 本好適な実施形態では、この変調は、放出される放射線を消滅させることを含む。 In the preferred embodiment, this modulation includes extinguishing radiation emitted. 援用されている特許出願、優先出願及び関連出願は、ファラデー構造導波管、ファラデー構造導波管変調器、ディスプレイ及び他の導波管構造体と、上記発明と共同する方法とを開示している。 Incorporated has been that patent application, priority application and related applications, Faraday layer waveguide, Faraday structure waveguide modulator, a display and other waveguide structures, discloses a method of cooperating with the invention there.

本発明の一部として本明細書に開示される成熟した効率的な光ファイバ導波管製造プロセスを低コストで均一かつ効率的な磁気光学システム・エレメントの製造において使用するためのてこ入れは、導波管の放射影響特性の外的影響に対する反応性を強化する先行技術を凌ぐ優位点をもたらすと同時に、単価を下げかつ製造可能性、再現性、均一性及び信頼性を高める導波管技術を提供する。 Leveraging for use in the production of uniform and efficient magneto-optical system elements mature and efficient optical fiber waveguide fabrication process disclosed herein a low cost as part of the present invention, the electrically At the same time results in the advantage that surpass the prior art to enhance the reactivity to external influences of the radiation impact properties of the wave tube, lowering the unit cost and manufacturability, reproducibility, the waveguide technique for enhancing the uniformity and reliability provide.

本発明は、導波管の放射影響特性の外的影響に対する反応性を強化する先行技術を凌ぐ優位点をもたらすと同時に、単価を下げかつ製造可能性、再現性、均一性及び信頼性を高める代替導波管技術に関する。 The present invention is, at the same time results in the advantage that surpass the prior art to enhance the reactivity to external influences radiation influencing property of the waveguide, lower the unit cost and manufacturability, reproducibility, enhancing the uniformity and reliability on alternative waveguide technology. 以下の説明は、一般的な当業者が本発明を利用できるようにするために提示されるものであり、特許出願及びその要件のコンテキストにおいて行われる。 The following description, those of ordinary skill in the art are intended to be presented in order to be able to utilize the present invention is carried out in the context of a patent application and its requirements. 当業者には、本明細書に記述される好適な実施形態及び一般原理及び特徴の様々な変更が容易に明らかとなるであろう。 To those skilled in various modifications of the preferred embodiments and the generic principles and features described herein will be readily apparent. 従って、本発明は提示される実施形態に限定されるべきものではなく、本明細書に記述される原理及び特徴に一致する最も広い範囲が認められるべきである。 Accordingly, the present invention should not be limited to the embodiments presented but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and features described herein are observed.

以下の説明において、次の3つの用語、即ち(1)光学トランスポート、(2)プロパティインフルエンサ及び(3)消滅させる、は本発明のコンテキストにおいて特定の意味を持つ。 In the following description, the following three terms: (1) optical transport, (2) Property influencer and (3) to extinguish, has a specific meaning in the context of the present invention. 本発明で言う光学トランスポートは、放射線の所望される属性を保持しながら特性に影響するインフルエンサの特徴を強化すべく特に適合化される導波管である。 Optical transport as referred to in the present invention is a waveguide which is particularly adapted to strengthen the characteristics of influencer affecting the properties while maintaining the desired attributes of the radiation. ある好適な実施形態では、影響されるべき放射特性にはその偏光回転状態が含まれ、インフルエンサはファラデー効果を使用して、光学トランスポートの伝達軸に平行して伝播される制御可能な可変磁場により偏光回転角を制御する。 In a preferred embodiment, the radiation characteristics to be affected include the polarization rotation state, influencer uses the Faraday effect, controllable variable propagated in parallel to the transmission axis of the optical transport controlling the polarization rotation angle by the magnetic field. 光学トランスポートは、偏光が超短光学経路上の低い磁場強度を使用して迅速に制御されることを有効化するように構築される。 Optical transport, polarization is constructed so as to enable it to be rapidly controlled using low field strength on the ultra-short optical path. 特定のインプリメンテーションの中には、光学トランスポートが、伝達される放射線の波長の高いベルデ定数を示すと同時にファイバの導波属性を保持する、またそうでなくてもプロパティインフルエンサにより放射特性の効率的な構成及び協調的な影響を供給する光ファイバを含むものがある。 Among the particular implementation, the radiation characteristic optical transport, holds the waveguide attributes simultaneously fiber when showing a high Verdet constant wavelength of the radiation to be transmitted, and by property influencer or may not efficient construction and cooperative effects of those comprising a supplying optical fiber.

プロパティインフルエンサは、光学トランスポートによって伝達される放射線の特性制御を実装するための構造体である。 Property influencer is a structure for mounting the characteristic control of the radiation transmitted by the optical transport. 本好適な実施形態では、プロパティインフルエンサは光学トランスポートへ機能的に結合され、ある光学トランスポートのインプリメンテーションにおいてこの光学トランスポートはコアと1つまたは複数のクラッディング層とを有する光ファイバによって形成され、好適にはインフルエンサは、光学トランスポートの導波属性を著しく改悪することなくクラッディング層内に、または1つまたは複数のクラッディング層の上に集積される。 In the preferred embodiment, the property influencer optical functionally coupled to the transport, an optical fiber having a certain the optical transport in the implementation of the optical transport core and one or more cladding layers formed by, preferably influencer is, the cladding layer without significantly corrupt the waveguide attributes of optical transport, or be integrated on one or more cladding layers. 伝達される放射線の偏光特性を使用する本好適な実施形態においては、プロパティインフルエンサのこの好適な実装は、コイル、コイルフォームまたは1つまたは複数の磁場(そのうちの1つまたは複数は制御可能)を使用して光学トランスポートにおいてファラデー効果の顕在する場をサポート/生成する(したがって伝達された放射線に影響を及ぼす)集積を行う能力のある他の構造体等の偏向に影響する構造体である。 In the present preferred embodiment using the polarization properties of the radiation to be transmitted, the preferred implementation of the property influencer is a coil, the coil form or one or more magnetic field (one or more of its controllable) It is a structure that affect the deflection of the other structures such as capable of performing integrated place the support / generating actualized (affecting thus transmitted radiation) of the Faraday effect in the optical transport using .

本発明の構造化された導波管は、実施形態によっては、変調器において伝播放射線の振幅を制御するトランスポートとして作用してもよい。 Structured waveguide of the present invention, in some embodiments, may act as a transport for controlling the amplitude of the propagating radiation in the modulator. 変調器により放出される放射線は、光学トランスポート上のプロパティインフルエンサの相互作用によって制御された最大放射線振幅及び最小放射振幅を有することになる。 Radiation emitted by the modulator will have a maximum radiation amplitude and minimum radiation amplitude controlled by the interaction properties influencer on the optical transport. 消滅とは、単に、「オフ」または「暗」もしくは放射線が存在しないことを示す他の類別によって特徴付けられるに足る(特定の実施形態に見合った)低レベルの最小放射線振幅を指す。 Extinction and simply refers to the minimum radiation amplitude of the "off" or "dark" or radiation sufficient characterized by other classification indicating the absence (commensurate with the particular embodiment) low level. 言い替えれば、応用例によっては、十分に低値であるが検出可能/識別可能な放射振幅を、そのレベルがそのインプリメンテーションまたは実施形態のパラメータに適合していれば「消滅している」として適切に同定してもよい場合がある。 In other words, in some applications, a sufficiently detectable / distinguishable emission amplitude is a low value, as its level is "has disappeared" if conforms to the parameters of the implementation or embodiment there is a case in which it may be properly identified. 本発明は、導波管の製造中に誘導領域に配置される光学的にアクティブな構成要素の使用により、インフルエンサに対する導波管の反応性を向上させる。 The present invention, by the use of optically active components are arranged in the guiding area during manufacture of the waveguide, improving the reactivity of the waveguide relative influencer.

本発明は、変調器(本明細書ではこれを好適な影響機構を基礎とするファラデー減衰器と呼ぶ場合もある)のアレイを使用して効率的かつ精確な導波プロセス及び構造体を介して画像を形成するピクセル/サブピクセル・アレイを製造する様々なディスプレイ・デバイスの好適な実施形態を含む。 The present invention, through the efficient and precise guiding process and structure with an array of modulators (herein sometimes referred to as a Faraday attenuator based upon suitable impact mechanisms this) including preferred embodiments of various display devices for producing a pixel / sub-pixel array to form an image.

本発明のこれらの実施形態の主要なサブクラスは、後に詳述するような、光ファイバ、半導体導波管、導波ホールまたは他の光学チャネル及びこれらに類似する形式である、光チャネル・アレイ上の可変強度光弁として機能する「ファラデー減衰器」アレイのアッセンブリ及び配列を提案している。 Major subclass of these embodiments of the present invention, as described later in detail, an optical fiber, semiconductor waveguides, a waveguide hole or other optical channels and formats that are similar to, the optical channel on the array we propose the functions as a variable intensity light valve "Faraday attenuator" array of assemblies and sequences. このようなアレイは、ディスプレイまたはプロジェクション表面で終わる。 Such arrays, ends with the display or projection surface.

先に述べた定義を繰り返すと、導波とは、典型的には光が通って進む「コア」と、コアとの境界で散乱光をコアへ効果的に反射し返す「クラッディング」との回折指数の差による光の被制御チャネルへの閉じ込めを含む。 Repeating the definitions mentioned above, the waveguide, typically travels through the light as "core", the scattered light at the boundary between the core effectively reflected back to the core of the "cladding" of light due to differences in the diffraction index including confinement to the controlled channels. 但し、フォトニック・バンドギャップ・カップリングを含む他のメカニズムも、「導波構造体または方法」として供給される場合がある。 However, other mechanisms including a photonic band gap-coupling is also sometimes supplied as "waveguide structure or method." 従って導波は、(標準的な中実コア及びフォトニック結晶等のファイバを含む)光学チャネル、半導体導波管及び他の光チャネリングまたは光を閉じ込める構造体または領域が実装コンポーネント、方法及びメカニズムとなる、光を制御するプロセスである。 Thus the waveguide is a (including standard solid core and photonic fiber crystallization and the like) optical channels, semiconductor waveguides and other optical channeling or structure or region mount components confining light, methods and mechanisms comprising a process of controlling the light.

多くの者にとって、導波プロセス及び構造体による磁気光学ディスプレイ実装の重要性は明らかでないかもしれない。 For many people, it may not be obvious importance of the magneto-optic display implementation waveguiding processes and structures. しかしながら、この重要性は根源的なものであり、しかも強調し過ぎであってはならない。 However, this importance are merely fundamental, yet must not be too stressed. 何故ならこれは、光通信が、パルス式レーザ光、ポイント・ツー・ポイントという基本的概念から、自由空間及び、データを光学的に伝送する、即ち導波されず制御もチャネリング化もされない光を光学構造体を介して伝送するという粗雑な概念を実装した物理シーケンスにおける様々なオプトエレクトロニック・コンポーネントによる操作を経て、光ファイバ及び半導体光導波管等の実際的な導波プロセス及びコンポーネントを基礎としかつこれらから成るシステムにおける実装へと移った展開に似ているからである。 Because this is optical communication, pulsed laser light, from the basic concept of point-to-point, free-space and transmit data optically, i.e. the waveguide is not controlled nor is also channeling of light through operation by various optoelectronic components in the physical sequence that implements the coarse notion transmitted via the optical structure, based on practical waveguiding processes and components such as an optical fiber and a semiconductor optical waveguide Toshikatsu because resemble deployment moved to implementation in a system consisting.

ソリッドステート集積構造体を介する光学経路の誘導及び制御の基本原理により、減衰及び精密制御及び操作のない長距離伝送を可能にしたのは、導波プロセス及び構造体を基礎としかつこれらから成るシステムである。 The basic principle of induction and control of the optical path through the solid state integrated structure, was to allow damping and precise control and long distance without operating the transmission consists waveguide process and structure as the basis and from these systems it is. 全体的に言えば、これは、コヒーレントなレーザ光を1点からパルス化しかつこれらのパルスを受け取って電子信号に変換するという基本概念の実際的でロストコストな効率的インプリメンテーションを達成する上での起点であった導波、を介するインプリメンテーションである。 Speaking generally, this achieving a lost cost efficient implementation in practical fundamental concepts pulsed coherent laser beam from one point and receiving these pulses is converted to an electronic signal waveguide was origin in a implementation through. 導波の改良は現在も進行中のプロセスであり、光通信及び電子光通信の本質、及び究極的な光演算実装を含む分野の進歩を定義する。 Improvement of the waveguide is currently ongoing process also defines the progress of areas including optical, and electronic optical communications nature, and ultimate light reference integration. 導波の最初のステップ及びパルス光光通信の原理を実現するメカニズムとしての導波のインプリメンテーションに対する実際的な発明的ソリューションがなければ、今日のような光通信システムは存在していなかったであろう。 Without practical inventive solution for guiding the implementation of a mechanism to implement the first step and the principle of pulsed light optical communication of the waveguide, it was not present optical communication system like today It will allo.

本基本概念の導波バージョンの体系的インプリメンテーションは、データ伝送モードとしての光通信及びパルス光か、光弁としてのファラデー効果を基礎とするビジュアル・ディスプレイ・デバイスかに関連するものであった。 Systematic implementation of the waveguide versions of the basic concept, or optical, and pulsed light as a data transmission mode, was related to or visual display devices which are based on Faraday effect as a light valve . 導波は、本明細書に開示しているさらなる発明的ソリューションを介して体系的にインプリメンテーションされ、先行技術における問題点の多くを解決する。 Waveguide is systematically be implementation via a further inventive solution is disclosed herein, it solves many of the problems of the prior art.

この点は、本明細書に開示されている本発明の多くの実施形態についても同じであり、発明的ソリューションであるシステムは、集積された導波プロセス及び構造体を介するファラデー効果光弁概念のインプリメンテーションへと飛躍している。 This point is the same for many embodiments of the invention disclosed herein, inventive solution is a system of Faraday effect light valve concept via an integrated waveguide processes and structures It is leap to implementation.

図2は、単一ピクセル構造体210の製造に使用される3つのサブピクセル(例えば、R、G及びB)205を有するピクセル・システム200を明示する、本発明の好適な一実施形態の基本線図である。 2, three sub-pixels used in the manufacture of a single pixel structure 210 (e.g., R, G and B) demonstrates a pixel system 200 with 205, basic of a preferred embodiment of the present invention it is a diagrammatic view. システム200は、1つまたは複数の光源215と、1つまたは複数の導波管チャネル220と、最初の偏光器225と、集積されたインフルエンサ・エレメント230と、アナライザ偏光器235とを含む。 System 200 includes one or more light sources 215, and one or more waveguide channels 220, the first polarizer 225, the integrated influencer element 230, and the analyzer polarizer 235.

図3は、図2に示すシステム200に類似するピクセル・システム300の好適な代替実施形態である。 Figure 3 is a preferred alternative embodiment of a pixel system 300 similar to system 200 shown in FIG. システム300が使用する平衡白色光源305は、カラー・フィルタ310を使用して所望される色周波数に分解される。 System 300 is balanced white light source 305 to be used is decomposed into color desired frequency using the color filter 310. カラー・フィルタ310は離散フィルタ・システムであってもよく、導波管チャネル220に統合されてもよい。 Color filter 310 may be a discrete filter system may be integrated in the waveguide channel 220.

図4は、図2に示すシステム200及び図3に示すシステム300に類似するピクセル・システム400の好適な代替実施形態である。 Figure 4 is a preferred alternative embodiment of a pixel system 400 similar to system 300 shown in the system 200 and FIG. 3 is shown in FIG. システム400は、後に詳述する半導体構造体405(垂直または平面)内に製造される半導体「バルク」チャネルまたは基板導波管チャネルを使用する。 System 400 uses a semiconductor "bulk" channel or substrate waveguide channel manufactured in the semiconductor structure 405 in a (vertical or plane) to be described later.

上記好適な実施形態の多くは、詳細には存在する広範な差に関わらず、下記のコンポーネント及び図2、図3または図4に関連して先に説明したシステムのうちの1つの概略を有する。 Many of the preferred embodiment, having one outline of the regardless of the wide difference existing in detail, the components and 2 below, have been described above in connection with FIG. 3 or FIG. 4 system .

標準的なコンポーネント及び標準的なオプションには、下記が含まれる。 The standard components and standard options include the following.

I. I. 光源。 light source. 単一のバランス白または別々のRGB/CMY同調ソース。 Single balanced white or separate RGB / CMY tuned source. 光チャネルの入力端から離れている場合、入力端に隣接する場合、光チャネルと一体式の場合、がある。 If you are away from the input end of the optical channel, when adjacent to the input end, the case of the light channel and integral, there is.

II. II. 光チャネル。 Optical channel. 本好適な実施形態は、光ファイバ等の導波管の形式の光チャネルを含む。 The preferred embodiment includes a format of an optical channel waveguide such as an optical fiber. 但し、本発明の実施形態は、半導体導波管、導波ホールまたは材料の「深層」に形成されるチャネルまたは領域を含む他の光導波チャネルを開示している。 However, embodiments of the present invention, a semiconductor waveguide, discloses another optical waveguide channel including the channel or region is formed in the "deep" of the waveguide holes or material. これらの導波エレメントはディスプレイの基本的な画像構造体であり、輝度変調メカニズム及び色選択システムを一体式に組み込んでいる。 These waveguiding elements are basic image structure of the display, and incorporates the integral intensity modulation mechanisms and color selection system.

III. III. 光チャネルへと送られる最初の偏光。 The first polarized light transmitted to the light channel. 偏光のインプリメンテーションには、偏光角が単一である光が光チャネルを通過することを許容する様々なものも使用することができる。 The implementation of the polarization may be light polarization angle is single is also used various things that allows to pass through the optical channel. その最も典型的なものは、光チャネルの「入力」端上へエピタキシャルに配置される薄膜であろう。 The most typical would be thin disposed epitaxially on the "input" end of the optical channel. 光源からの全ての光の効率的な入力という観点から、照明ソースはどれも、「誤った」最初の偏光が繰り返し反射されることを許容するキャビティを含んでもよい。 All terms of efficient input of the light from the light source, any illumination source may comprise a cavity that allows the "wrong" initial polarization is repeatedly reflected. これにより、全ての光は最終的に分散して受認される、または「正しい」偏光になる。 Thus, all light is fiduciary finally dispersed, or "right" becomes polarized. 任意選択として、特に、照明ソースから導波管構造体のファラデー減衰器部分までの距離に依存して、偏光保持導波管(ファイバ、半導体)を使用してもよい。 Optionally, in particular, depending on the distance from the illumination source to the Faraday attenuator portion of the waveguide structure, polarization-maintaining waveguide (fiber, semiconductor) may be used.

IV. IV. 個々の偏光コンポーネントへの任意選択である光の分解、及び各偏光のためのデュアル光チャネル。 Degradation of the light which is optional to individual polarization components, and the dual optical channels for each polarization. 好適には、このような分解は溶融ファイバ偏光スプリッタを介して実行されるが、他の方法も知られている。 Preferably, although such degradation is performed via a fused fiber polarization splitter, also known other methods. このオプションによれば、各サブピクセルまたはピクセルに関して反対に偏光された光を伝送する2つのチャネルが存在する。 According to this option, two channels exist to transmit light polarized in the opposite for each sub-pixel or pixel. これにより、より大きなエネルギー、及びソースからの全ての偏光の熱効率の良い利用をもたらすことができる。 This makes it possible to provide greater energy, and good utilization of the thermal efficiency of all the polarized light from the source.

V. V. 集積する色の選択。 The choice of color to be integrated. 導波管エレメントへ色を集積する好適なインプリメンテーションは、導波管コアのRGB(またはCYM)色素ドーピングを介するものであるが、他の便利な方法も知られている。 Suitable implementations of integrating color to the waveguide element, which is through the RGB (or CYM) dye doping of the waveguide core are also known other convenient method.

VI. VI. ファラデー効果減衰器。 Faraday effect attenuator. 導波管内に統合され、光の輝度を完全な「オフ」から完全な「オン」まで変える。 Integrated into the waveguide, changing the brightness of light from full "off" to full "on". 別々の色素ドープ・ファイバが使用される場合は、各ファイバに1つのファラデー減衰器があれば足りる。 If the separate dye-doped fiber is used, sufficient if there is single Faraday attenuator to each fiber. 或いは、各々が色素ドープされた複数の螺旋状の色チャネルを表層に有する、または他の複数の色チャネルを有する単一のファイバ構造体を製造してもよい。 Alternatively, it may be manufactured of a single fiber structure, each having a dye doped with a plurality of spiral color channels in the surface layer or other of a plurality of color channels. 全ての実施形態において、駆動回路はキャパシタを使用してもよい。 In all embodiments, the drive circuit may use capacitors.

VII. VII. スイッチ・マトリクスの構造体及びアッセンブリ。 Structure and assembly of the switch matrix. スイッチ「マトリクス」の構成及びアッセンブリに関しては、導波管エレメントを構造的に組み合わせてこれらを保持し、各サブピクセルまたはピクセルを電子的にアドレス指定する効果的なシステムが幾つか存在する。 For the construction and assembly of the switch "matrix", and holding them in combination waveguide elements structurally, effective systems exist several electronically address each sub-pixel or pixel. 光ファイバの場合、全ファイバ、繊維構造及びファイバ・エレメントのアドレス指定に対するポテンシャルはファイバ成分の固有の性質である。 For optical fibers, the potential for addressing all-fiber, fiber structure and fiber element is an inherent property of the fiber component. フレキシブルメッシュまたは中実マトリクスは、付帯的なアッセンブリ方法を伴う代替構造である。 Flexible mesh or solid matrix is ​​an alternative structure with attendant assembly methods.

VIII. VIII. 光チャネルの出力端の修正。 Modification of the output end of the optical channel. 具体的には光ファイバである導波管構造体の出力端は、熱処理されてテーパ状の端を形成すべく引き出されてもよく、或いはそうでなければ、出力端における光の散乱を強化すべく研磨され、捻られ、または成形されてもよい。 The output end of the waveguide structure is an optical fiber Specifically, been heat treated may be drawn to form a tapered end, or otherwise, to strengthen the scattering of light at the output end to be polished, twisted, or may be molded. これにより、ディスプレイ面における視角が改善される。 Accordingly, the viewing angle in the display surface can be improved.

IX. IX. 「アナライザ」またはオフセット偏光器コンポーネント。 "Analyzer" or offset polarizer component. これは、最初の偏光「フィルタ」エレメントの配向から90度オフセットされる「偏光フィルタ」エレメントである。 This is a "polarizing filter" element that is 90 degrees offset from the orientation of first polarizing "filter" element. これは、好適には、導波管アレイの光学ガラスまたは出力/ディスプレイ端の何れかにエピタキシャルに蒸着される薄膜である。 It is preferably a thin film to be deposited epitaxially on either optical glass or output / display end of the waveguide array.

X. X. 異なって偏光される光チャネルの任意選択である組み換え。 Different recombination is optional optical channels is polarized. 好適には、色エレメント当たり2つのチャネルであるRGB光チャネル及び任意選択である白色光光チャネルのグループは、(偏光スプリット・エレメントにより分解される異なる偏光を伝送するために)ディスプレイの表面部分またはプロジェクタ表面の様々な実施形態の要件に依存して、ディスプレイまたはプロジェクタ表面で終わる前に組み換えられてもよい。 Preferably, a group of a RGB light channel and optionally a two-channel per color elements white light beam channels (for transmitting the different polarized light decomposed by the polarization split element) or the surface portion of the display depending on the requirements of the various embodiments of a projector surface, it may be recombined before ending with a display or projector surface. チャネルは、ファイバの溶融、挿入、導波管の合併及び他の方法によって接合されてもよい。 Channel, the melting of the fiber, the insertion may be joined by merger and other methods of the waveguide.

XI. XI. ディスプレイまたはプロジェクタ表面。 Display or projector surface. 次に光は、出力端から偏光システムを介して進み、ディスプレイまたはプロジェクタ表面へ至る。 Then the light travels through the polarizing system from the output end, leading to a display or projector surface. この最終的な表面エレメントは、偏光コンポーネントに面する光学ガラスまたは他の透明な光学材料であってもよい。 The final surface element may be an optical glass or other transparent optical material facing the polarization components.

XII. XII. ディスプレイまたはプロジェクタ表面のジオメトリ。 The geometry of the display or projector surface. ディスプレイまたはプロジェクタ表面の光学ジオメトリ自体は、光ファイバの面板の先行技術において明示されているように変化してもよく、ファイバの端は曲面に至って終わり、特に投影システムの実施形態に関して追加の光学エレメント及びレンズによる順次的な追加の集束能力が可能にされる。 The optical geometry itself of the display or projector surface may vary as specified in the prior art faceplate of the optical fiber, the end of the fiber end come to a curved surface, in particular additional optical element with respect to the embodiment of the projection system and it is made possible sequential additional focusing capability of the lens.

好適なファラデー減衰器は、可変駆動回路(好適にはパルスまたはデジタル形式のもの)を場生成エレメント、即ち、適切な材料(例えば、チャネルを包囲するドープされたファイバ・クラッディングまたは薄膜鉄ガーネット)を包囲し、パルス間に十分高い残留フラックスを保有するコイルまたは「コイルフォーム」もしくはストリップまたはカラー・エレメント、へ付着させることによって機能する。 Suitable Faraday attenuator, a variable drive circuit (preferably those pulses or digital form) the field-generating element, i.e., a suitable material (e.g., a fiber cladding or thin film iron garnet doped surround channels) the surrounding functions by attaching the coil or "coil former" or strip or color elements, to possess sufficiently high residual flux between pulses. このような変化する場は、偏光の入射ビームの偏光角を黒または「オフ」の位置からフル輝度または「オン」の位置まで90度の範囲で回転させる。 Such changing place rotates in a range of 90 degrees to a position of full brightness, or "on" from the position of the black or "off" the polarization angle of the incident beam of polarized light. 或いは、デフォルト条件を逆にしてデフォルトによりピクセル「オン」を保有し、これを可変的にゼロまで低減するように要求することも可能である。 Alternatively, it holds pixel "on" by default by reversing the default condition, it is also possible to request to reduce this to variably zero. このようなインプリメンテーションは、この同じ基本的なスイッチ・アレイの他の幾つかのアプリケーションに特に関連する。 Such implementation is particularly relevant to the same basic switch array of some other application.

光ファイバまたは半導体導波管による方法の場合、高いベルデ定数を達成するために、ファイバまたは導波管材料の全体をYIG、Tb、TGGまたは他のエレメントでドープしてもよい。 In the process according to the optical fiber or semiconductor waveguide, in order to achieve a high Verdet constant, the entire fiber or waveguide material YIG, Tb, it may be doped with TGG or other elements. 一方が左回りでもう一方が右回りの偏光である循環性偏光の2つの光線を所与とすれば、磁化電流の電気と同じ方向である一方の偏光はより高速で進む。 If one is the other in counterclockwise is two beams of circulating polarization is polarization clockwise and given, electricity and one of the polarization in the same direction of the magnetizing current goes faster. 即ち、式1に関連して先に述べたように、磁場が伝播方向に平行して印加されると、直線偏光の面は回転される。 That is, as described above in connection with Formula 1, when the magnetic field is applied in parallel to the propagation direction, the surface of the linearly polarized light is rotated.

また、ファイバの二欠陥ドーピングも、性能を向上させることが証明されている。 Further, the two defect doping of the fiber also has been demonstrated to improve the performance. 要は、パルスに続く、電力消費を低減しかつ高い交換速度を実現する高い残留フラックスを達成することである。 In short, following the pulse, to achieve a high residual flux to achieve a reduced and high exchange rate of power consumption. (溶融酸化物による連続する流れにおける最近の不活性ガスの使用は、酸化物ドープ・シリカから光ファイバを引き抜くために要求されるレベルの粘性を達成している。)また、ファラデー・エレメントを磁化するために、永久磁石エレメントを可変ファラデー回転エレメントにより生成される場のベクトルに対して垂直方向に使用し、エレメントを完全な飽和状態にして光学的損失を低減させてもよい。 (Use of recent inert gas in a continuous stream by molten oxides, have achieved levels of viscosity required to pull the optical fiber from the oxide-doped silica.) In addition, the magnetization of the Faraday element to, used in a direction perpendicular to the vector of the field produced a permanent magnet element with a variable Faraday rotation element, it may reduce the optical loss by the elements to complete saturation. 好適にはクラッディング層内のドーパントであるこのような永久磁石エレメントは、好適には偏光角に直接影響しないように設計され、よってディスプレイのコントラスト比が犠牲にされることはない。 Such permanent magnets element is a dopant suitable for cladding layer is suitably designed so as not to directly affect the polarization angle, thus does not contrast ratio of the display is sacrificed.

「ファラデー効果減衰器」の材料及び構造の特定の使用法に関連づけられる「減衰曲線」は周知の量であり、所定の減衰レベルの電力レベルは、デバイスの全体として滑らかな減衰曲線を達成すべく、対応する(不規則な、または規則的な)増分でデジタル式に駆動されてもよい。 Associated with a particular use of the material and structure of the "Faraday Effect Attenuator" "decay curve" is a well-known quantity, the power level of a predetermined attenuation level, to achieve a smooth decay curve as a whole of the device the corresponding (irregular or regular) may be driven digitally in increments. さらに、オリジナル光が分解されて別々の偏光になり、この別々の偏光毎に異なる曲線を有する異なる材料を選定することにより結果的に1つの色につき2つの光チャネルが生じると、減衰曲線を平滑化する別のメカニズムが提供される。 Furthermore, smoothing becomes different polarization original light is decomposed and consequently one of the two optical channels per color by selecting different materials having different curves for each the different polarized light occurs, the decay curve another mechanism is provided for reduction. 必要であれば、または所望されれば、チャネルの数を、追加の平滑化を実現するために材料別に増加してもよい。 If necessary, or if desired, the number of channels may be increased Materials to achieve additional smoothing.

色選択は、下記の2つの主たる方法クラスによって輝度変調システムに統合される(次に記述するものは本発明に包含される可能方法を排するものではない)。 Color selection is, (do not Haisuru possible method then those descriptions encompassed by the present invention) that is integrated to the luminance modulation system by two main methods classes below.

光ファイバを利用する第1の方法クラスにおいては、別々の色素ドープ・ファイバ(RGBまたはYCM)が所定の色の光をディスプレイまたはプロジェクション面へ送出し、ファイバ・セグメントはファラデー減衰器エレメントによる割込みを受ける。 In the first method the class utilizing optical fiber, separate dye-doped fiber (RGB or YCM) is deliver light of a predetermined color to the display or projection plane, the fiber segment interrupts by Faraday attenuator elements receive. ファラデー減衰器エレメントは、「オフ」位置から90度のファラデー回転を経て完全な「オン」位置へと色素ドープ・ファイバを介して進む着色された光の輝度を変える。 Faraday attenuator element changes the brightness of the "off" through the Faraday rotation of 90 degrees from the position to the full "on" position advances through the dye-doped fiber colored light. また、平衡された白色光を運ぶファイバも、ファラデー減衰器エレメントによって同様に構成されてもよい。 Further, the fiber carrying the balanced white light may also be configured similarly to the Faraday attenuator elements. ファイバの端は、ディスプレイ面またはプロジェクション表面上でピクセル・エレメントを形成する。 End of the fiber forms a pixel element on a display surface or projection surface.

この方法はさらに、穴を形成する確立された方法でドープされかつ後に熱処理される一般的なファイバのケースのような、ファイバが気泡によりドープされるインプリメンテーションにも適用され、これにより、費用効果的に製造されるPCF(フォトニック結晶ファイバ)がもたらされる。 The method further such as in the case of a typical fiber to be heat treated after and doped with established methods for forming holes, are also applied to the implementation of a fiber is doped with air bubbles, thereby, the cost effectively it is produced PCF (photonic crystal fiber) is provided. 結果的に生じる穴の中には適切にドープされ希薄にされた蒸気ガスが発見され、ファラデー−スターク回転のインプリメンテーションにおける任意選択の電極により励起される、または他の非線形ファラデー回転効果を達成するために光学的にポンピングされることが可能である。 Some of the resulting hole is appropriately doped discovered vapor gas is in lean, Faraday - is excited by optional electrodes in the implementation of the Stark rotation, or other nonlinear Faraday rotation effect achieved it is capable of being optically pumped to. 任意選択として、圧力射出及びガラス製造において知られる確立された方法により気泡をファイバ実行段階に導入してもよい。 Optionally, it may be introduced bubbles into the fiber run out by established methods known in the pressure injection and glass production.

光ファイバまたは半導体導波管に照明ソースを統合する実施形態では、このような穴におけるガスを、RF励起照明デバイスの変形型においてRF送信機により可変周波数で励起してもよい。 In embodiments that integrate the illumination source to the optical fiber or semiconductor waveguide, a gas in such a hole it may be excited at variable frequency by the RF transmitter in the variant of the RF excitation lighting device. R、G、BまたはC、M、Yの各々に少なくとも1つ存在する複数のRF送信機により、ガスは(非色素ドープ・ファイバにおいて)、泡またはキャビティに含まれるガスの様々な化学組成に対応する色のついた光を放出する。 R, G, B, or C, M, a plurality of RF transmitters present at least one in each of the Y, the gas (in the non-dye-doped fiber), the different chemical composition of the gas contained in the bubbles or cavities It emits light with a corresponding color. 十分な気泡密度またはキャビティ長さを伴う十分に長いファイバは、ファイバ自体に統合されたソース照明スキームを実装し、ファイバの長さのさらに先では、先に述べたようにファラデー減衰器エレメントが放出光の輝度を調節する。 Sufficiently long fiber with a sufficient cell density or cavity length implements the source illumination scheme that is integrated in the fiber itself, the farther the length of the fiber, the Faraday attenuator elements as previously described release adjusting the brightness of light.

第2に、複数の導波光チャネルを1つの複合導波管構造体に結合し、よって3つのRGBチャネルが1つの構造体に結合される別の方法クラスが存在する。 Second, combining the plurality of guided light channels into a single composite waveguide structure, thus alternative class three RGB channels are combined into a single structure are present. 1つの構造体に結合された3つのRGBチャネルを有するインプリメンテーション可能な構造体に関しては、例えば図30を参照されたい。 For the implementation possible structure having three RGB channels that are combined into a single structure, see FIG. 30 for example.

本発明の好適な一実施形態の目的は、固有のフレキシブルさを保有し、よって下記を含む様々なインプリメンテーションを包含しかつ生み出すことにある。 The purpose of a preferred embodiment of the present invention possess unique flexibilities, therefore in to and produce that cover various implementations, including:.

I. I. ソース照明手段は、「ファラデー減衰器」シーケンスから離隔配置されてもよい。 The source illumination means may be spaced from the "Faraday attenuator" sequence. ファラデー減衰器自体は、光ファイバで接続されてディスプレイまたはプロジェクタ表面から離隔配置されてもよい。 Faraday attenuator itself is connected by an optical fiber may be spaced apart from the display or projector surface.

II. II. 光チャネルは、ファラデー効果減衰器によって輝度変調される別々の色を含む。 Optical channel includes a separate color that is intensity modulated by the Faraday effect attenuator.

III. III. 光チャネルは、各々が異なる性能特性を有する光ファイバ、半導体導波管または層状材料で形成される導波ホールによって形成されてもよい。 Light channels, optical fibers each having a different performance characteristics may be formed by a waveguide holes formed in the semiconductor waveguide or layered materials.

IV. IV. 異なる形態の光チャネルを結合し、異なる実施形態の別個の段階またはコンポーネントを形成してもよい。 Coupling light channels of different forms, it may form a separate phase or component of a different embodiment. ファイバ(PCFを含む)は、ファラデー減衰のために光を照明ソースから半導体導波管ストリップのアレイまたは薄膜層内の光学チャネルのフォトニック結晶アレイへ運び、次いで別のファイバ束アレイを介してディスプレイまたはプロジェクタ表面へ運ぶ。 Fibers (including PCF) carries the light from the illumination source of the optical channels of the array or thin layer of the semiconductor waveguide strip to the photonic crystal arrays for Faraday attenuation, then through another fiber bundle array display or carry to the projector surface.

実施形態の一般的な各クラスの要件により、装置内の代替コンポーネントの構成及び選択は、結果的に僅かに異なる傾向がある。 The general requirements for each class of embodiments, configurations and selection of alternate components in the device, resulting in a slight different trend. 即ち、他のクラスまたはタイプのシステムが開発されかつ必要とされるにつれて、コンポーネント、方法及びコンピュータ・プログラムの追加的な構成及び選択を実装してもよい。 That is, as the other classes or types of systems are by and necessary development, components, methods and may implement additional construction and selection of a computer program.

図5は、上記好適な実施形態による簡易単位パネル導波管ベースのディスプレイ500を示す概略図である。 Figure 5 is a schematic diagram showing a simplified unit panels waveguide-based display 500 according to the preferred embodiment. ディスプレイ500は、照明ソース510と、スイッチ・マトリクス515と、ディスプレイ表面520とを収容するケーシング505を含む。 Display 500 includes an illumination source 510, a switch matrix 515, a casing 505 that houses the display surface 520. ソース510は、平衡された白色光または多色モデル(例えば、RGBソース)の異なる色/周波数の複数チャネルを供給する。 Source 510, balanced white light or polychromatic model (eg, RGB source) for supplying a plurality of channels of different color / frequency of. 本好適な実施形態は、後に詳述するように、共に集積されるソース510、マトリクス515及び表面520用にフレキシブルな導波チャネル(例えば、光ファイバ及びこれに類似するもの)を使用する。 This preferred embodiment, as described later, the source 510 are both integrated, flexible waveguide channel for matrix 515 and the surface 520 (e.g., those similar to the optical fiber and which) to use. ソース510は、マトリクス515に隣接しているか、これに面しているかの何れかである。 Source 510 are either adjacent to the matrix 515 is either facing thereto. 隣接している場合、ファイバ束は放射線をマトリクス515の入力側へ運ぶ。 If adjacent fiber bundles carries radiation to the input side of the matrix 515. ソース510は、偏光制御を含む、援用した特許出願に記述されている任意の放射線発生及び特徴/属性制御機能を含んでもよい。 The source 510 includes a polarization control may include any of the radiation generating described in the incorporated patent application and features / attributes control function.

マトリクス515は、その入力側である近接ソース510及び出力側の近接ディスプレイ表面520から伝わる放射線の振幅を制御するための複数の導波チャネルを含む。 Matrix 515 includes a plurality of waveguide channels for controlling the amplitude of the radiation transmitted from the proximity source 510 and the output side of the proximity display surface 520 which is the input side. マトリクス515の構造及び機能のオプションは、本明細書及び援用した特許出願に詳しく開示されている。 Options of the structure and function of the matrix 515 is disclosed in detail in this specification and incorporated patent application. マトリクス515は、任意選択のチューナブル・フィルタ及びインフルエンサ・エレメントを含んでもよく、これらの中には一直線に、または積層されて統合されるものがある。 Matrix 515 may include a tunable filter and influencer elements optional, Among these are those integrated straight line, or are stacked. これらの導波チャネルには、ファイバ、導波管または従来の材料またはフォトニック結晶から製造される他のチャネル化された物質が含まれてもよい。 These waveguiding channels, fiber, may include other channelized materials prepared from the waveguide or conventional materials or photonic crystals. チャネル隔離機能としては、必要に応じて横方向のオフセット(例えば、個々のチャネルを遠ざけるに足る三次元空間における交互式チャネルまたはシールド構造体の使用)を含む任意のものが使用される。 The channel isolation function, if desired lateral offset (e.g., the use of alternating type channel or shield structure in three-dimensional space sufficient to distance the individual channel) any containing is used. マトリクス515は、出力側の偏光アナライザを含む、援用した特許出願に記述されている任意の放射線発生及び特徴/属性制御機能を含んでもよい。 Matrix 515 includes a polarization analyzer on the output side, may include any of the radiation generating described in the incorporated patent application and features / attributes control function. インプリメンテーションによっては、周期的な偏光器アナライザ構造体を有するオーバーレイ・シートが使用されるものがある。 Some implementations include those overlay sheets with periodic polarizer analyzer structure is used.

ディスプレイ表面520は、単にマトリクス515の導波管チャネルの延長であっても、別個の構造体であってもよい。 Display surface 520 may simply be an extension of the waveguide channels of the matrix 515 may be a separate structure. 表面520は、例えば面板の形成及び使用及びチャネル端の修正を含む、援用した特許出願に記述されているインプリメンテーション範囲を有する。 Surface 520, for example, include modification of formation and use and the channel edge of the face plate, has an implementation range described in the incorporated patent application. 表面520の入力及び/または出力における構造体は、薄膜、光学ガラスまたは他の光学的な材料または構造体を含む、援用した特許出願に記述されている任意の放射線発生及び特徴/属性制御機能を含んでもよい。 Structures at the input and / or output of the surface 520 is a thin film, comprising the optical glass or other optical materials or structures, any of the radiation generating and features / attributes control function described in the incorporated patent application it may also include a.

図6は、図5に示すディスプレイ500の詳細略図である。 Figure 6 is a detailed schematic diagram of the display 500 shown in FIG. 照明ソース510は、光源605と、偏光システム610とを含む。 Illumination source 510 includes a light source 605, a polarization system 610. マトリクス515は、入力620及び出力625を伴う集積されたコイルフォームを有する減衰器/変調器構造体615を含む。 Matrix 515 includes an attenuator / modulator structure 615 with integrated coil former involving input 620 and output 625. ディスプレイ表面520は、アナライザ630と、任意選択の修正チャネル出力635と、任意選択のディスプレイ表面/保護コーティング640とを含む。 Display surface 520 includes a analyzer 630, and fixes the channel output 635 optional, and optional display surface / protective coating 640.

フラットパネルディスプレイのファラデー減衰器スイッチ・マトリクスの本好適な実施形態は、集積された光ファイバ減衰器デバイスのアッセンブル・アレイ(例えば、織物アッセンブリ)であり、事実上、大型集積光学デバイスの形式である。 This preferred embodiment of the Faraday attenuator switch matrix flat panel displays, assemble array of integrated fiber optic attenuator device (e.g., a fabric assembly) is, in effect, is in the form of a large integrated optical device . 例えば、図5及び図6を参照されたい。 See, for example, FIGS.

ファイバに並行する、またはファイバの周囲の導電材料による薄膜エピタキシ法と組み合わせて適切なエレメントでドープされるファイバ、または外側のファイバ・クラッディングにおける導電ポリマの使用、及び本発明が開示する実施形態において概説されている他の集積ファイバ製造方法は、ファイバ/コンポーネントの実施形態のサイズ及び電力消費量が低減していて、さらに低減し続けるものと思われることを意味する。 Parallel to the fiber, or fiber doped with appropriate elements in combination with thin film epitaxy method by surrounding conductive material of the fiber or the use of conductive polymer on the outside of the fiber cladding, and in embodiments where the present invention is disclosed, other integrated fiber manufacturing methods as outlined, it has reduced the size and power consumption of the embodiment of a fiber / components, which means that it is believed that continuing to further reduce.

ファイバまたは導波管の周囲の追加される直径による影響(ファイバまたは導波管の周囲のE−M生成エレメントによってもたらされるもの)を低減し、かつ隣接するファラデー減衰器エレメント間に必要とされるシールド材料の量を減らすためには、E−M/ファラデー減衰器エレメントがどれも互いに直に隣接し合わないように、隣接するファイバまたは導波管をz軸に沿って互い違いにしてもよい。 To reduce the influence of the added diameters of the periphery of the fiber or waveguide (as provided by the E-M producing elements surrounding the fiber or waveguide), and is required between adjacent Faraday attenuator elements to reduce the amount of shielding material, as E-M / Faraday attenuator element does not Awa adjacent none directly to each other, it may be staggered along the adjacent fiber or waveguide in the z-axis.

本発明の1つの実施形態クラスは、「チップ上ファラデー減衰器アレイ」と称することができる。 One embodiment class of the present invention may be referred to as "chip on Faraday attenuator array". 半導体材料内に形成される導波管は、その表面上(「スーパーフィシャル」)または深層(「モノリシック」)に形成されてもよい。 Waveguide formed in the semiconductor material may be formed on its surface ( "superficial") or deep ( "monolithic"). 本発明の好適な一実施形態は、導波管に沿った超短距離にファラデー回転を達成するが、これらの距離は、材料性能の向上に伴って短縮されてもよい。 One preferred embodiment of the present invention is to achieve the Faraday rotation in the ultra short distance along the waveguide, these distances may be shortened with the improvement of material performance. 従って、ファラデー減衰器アレイ自体は、僅かに数ミリメートルの深さであればよい。 Accordingly, Faraday attenuator array itself may be a depth of only a few millimeters.

スーパーフィシャル導波管を採用する集積光学素子のアプローチは、各ピクセル・ポイントに固定式の45度反射エレメント(またはフォトニック結晶ベンド)を形成することによって達成されてもよい。 Approach integrated optical device employing a superficial waveguide may be achieved by forming a 45-degree reflective elements fixed in each pixel point (or photonic crystal bend). 従って、半導体のサンドイッチ状表面には、駆動回路によりアドレス指定され、オフセット偏光法へと続き、かつ導波管により運ばれて平行に進む任意の光を半導体のx−y面からz軸へ偏向する反射またはベンド手段で終わるファラデー減衰器部分を含む極薄の導波管部分が形成される。 Thus, the semiconductor sandwich surfaces, are addressed by the drive circuit, the deflection continues to offset polarization method, and is carried by waveguides any light traveling in parallel from a semiconductor of the x-y plane to z-axis waveguide portion of the ultrathin including Faraday attenuator part ending in reflection or bend means are formed. 従って、1つの半導体表面は製造されてディスプレイまたはプロジェクション表面に(並行して)対面する。 Therefore, one semiconductor surface is produced on the display or projection surface (in parallel) face. 半導体は、最適密度で表面に配列される、表面からの光を外側に偏向して画像を形成させる45度のデフレクタまたはベンドのグリッドまたはアレイをアドレスする複数の導波管によって製造される。 The semiconductor is arranged on the surface at the optimum density is produced by a plurality of waveguides which addresses the deflector or bend grid or array of 45 degrees to deflect outwardly to form an image light from the surface.

モノリシック導波管の単純な実施形態は、半導体製造技術により導波管に並行して「深層」に形成されるファラデー減衰器コンポーネントを伴って半導体材料の様々な領域の「深層」に形成される導波管を含む。 Simple embodiment of a monolithic waveguide is formed in the "deep" in the various regions of semiconductor material with a Faraday attenuator component parallel to the waveguide by a semiconductor fabrication technique is formed on the "deep" including waveguide.

シングル・チップの実施形態は、投影システムにとっても実際的であろう。 Embodiment of the single chip would also be practical for the projection system. 半導体導波管のこれら全ての実施形態においては、光ファイバを使用して導波管へ照明ソースから光を運んでもよく、光ファイバを使用してファラデー減衰器スイッチ・マトリクス(半導体導波管)をディスプレイまたはプロジェクタ表面へ接続してもよい。 In all embodiments these semiconductor waveguides, using an optical fiber may carry light from the illumination source to the waveguide, by using the optical fiber Faraday attenuator switch matrix (semiconductor waveguide) a may be connected to a display or projector surface.

図7は、本発明の好適な一実施形態によるコンポーネント化されたディスプレイ・システム700の概略図である。 Figure 7 is a schematic diagram of a display system 700 componentized according to a preferred embodiment of the present invention. 特殊なトランスポート、変調器、スイッチ・マトリクス及びこれまでに述べかつ援用した特許出願に記述されている他のコンポーネントに関する本発明の好適な実施形態には、ディスプレイ・システムをモジュール及び/またはコンポーネント式に設計しかつ実装してもよいという利益がある。 Special transport, the modulator, in a preferred embodiment of the present invention relates to other components as described in described and incorporated patent application until switching matrix and which, a display system modules and / or components formula there is benefit may be to and implementation design. 本明細書で使用しているように、モジュール方式及び/またはコンポーネント化は本好適な実施形態の2つの区別的態様を指す。 As used herein, modularity and / or components of refers to two distinct aspects of the present preferred embodiment. 第1の態様は、システムのエレメントを結合して、最終システムを製造すべく相互に連通される離散ユニットにパッケージしてもよいという機能である。 The first aspect is to combine the elements of the system is a function that may be packaged in discrete units communicate with each other in order to produce the final system. これは、広範な潜在的用途のためのシステムの設計及び実装における、より大きいフレキシブルさを可能にする。 This, in system design and implementation for the wide range of potential applications, allowing greater flexibilities. 第2の態様は、システムのエレメントは、これらががほぼ同一のサブエレメントによって構成され、上記エレメントはこれらのサブエレメント間で連通するように設計されるという機能を指す。 Second aspect, the system elements, these are constituted by substantially identical sub-elements, it refers to the function that is designed such that the element communicates between these sub-elements. 当然ながら、システムによっては、本発明を逸脱することなくこれら双方の態様を実装してもよい。 Of course, some systems may implement aspects of both without departing from the present invention.

システム700は第1の態様の一例であり、第1の連通システム710によって変調器システム715へ結合される照明モジュール705を有し、変調器システム715は第2の連通システム720によって出力システム725へ結合される。 System 700 is an example of the first embodiment has an illumination module 705 which is coupled to the modulator system 715 by first communicating system 710, the modulator system 715 to the output system 725 by the second communication system 720 It is coupled. 本例において、ディスプレイ・システム700は投影システムである。 In this example, display system 700 is a projection system. 但し、本発明はこれに限定されない。 However, the present invention is not limited thereto. 照明モジュールは、所望される特徴を有する入力波動成分を生成するための放射線生成メカニズムを含む。 Lighting module includes a radiation generation mechanism for generating an input wave component having the characteristics desired. 照明モジュール705は、均一または多重周波数波動成分を生成するための1つまたは複数の放射線生成エレメントを含んでもよい。 Lighting module 705 may include one or more radiation generating element for generating a homogeneous or multi-frequency wave components. 例えば、照明モジュール705は平衡された「白色」光を生成してもよく、1つまたは複数の原色セットを生成してもよい。 For example, the lighting module 705 may generate a "white" light equilibrium may generate one or more primary color set.

第1の連通システム710は入力波動成分を伝播し、好適には、システム710は、照明モジュール705から変調器システム715まで入力波動成分の所望される特徴を維持する単純なコンジットである。 First communicating system 710 propagates the input wave component, preferably, the system 710 is a simple conduit to maintain the desired characteristics of the input wave component from the illumination module 705 to the modulator system 715. インプリメンテーションによっては、連通システム710が変調器システム715への入力において入力波動成分の所望される特徴の生成に加わってもよいものがある(例えば、振幅、周波数、偏光タイプ及び偏光配向を処理することができる)。 Some implementations, communication system 710 is intended to be applied to the generation of the desired features of the input wave component at the input to the modulator system 715 (e.g., amplitude, frequency, polarization type and polarization orientation process can do). 本好適な実施形態では、連通システム710は、例えば変調器システム715と照明モジュール705の隔離及び/または分離を許容する光ファイバ等の複数の導波管チャネルを含む。 In the preferred embodiment, communication system 710, for example, includes a plurality of waveguides channel such as an optical fiber to permit isolation and / or separation of the modulator system 715 and illumination module 705. 実施形態によっては、個々の波動成分に特定的な放射特性が、通過中の保存を要求しないものがあるが、これは、連通システム710には、変調器モジュール715の変調チャネルの画像エレメント(ピクセル)またはサブピクセルの解像度に比べてより多い、または少ない数のチャネルが存在する可能性があることを意味する。 In some embodiments, specific emission characteristic to the individual wave components, but there is not requiring storage in transit, which is in communication system 710, an image element of the modulation channel of the modulator module 715 (pixels ) or greater than the resolution of the sub-pixel, or a small number of channels which means that may be present.

変調器システム715は入力波動成分を受け取り、上述のように、かつ援用した特許出願に記述されているようにこれらを変調する。 Modulator system 715 receives the input wave component, as described above, and modulates them as described in the incorporated patent application. 本好適な実施形態では、変調器システム715は、複数のピクセル及びサブピクセルの各々を個々に制御することにより連続する一連の画像ユニット(例えば、ビデオ・フレーム)を生成する。 In the preferred embodiment, the modulator system 715 generates a series of images units continuously by controlling each of the plurality of pixels and sub-pixels individually (e.g., video frame). 入力波動成分は、入力波動成分の振幅が複数の出力波動成分について可変振幅を生成すべく処理されるように、変調チャネルの適切な1つへマップされる。 Input wave component, the amplitude of the input wave component to be processed to produce a variable amplitude for a plurality of output wave components are mapped to the appropriate one of the modulation channel.

第2の連通システム720は出力波動成分を伝播し、好適には、システム720は、変調器システム715からディスプレイ・システム725まで出力波動成分の生成された特徴を維持する単純なコンジットである。 Second communicating system 720 propagates the output wave component, preferably, the system 720 is a simple conduit for maintaining the generated feature of the output wave components from the modulator system 715 to display system 725. インプリメンテーションによっては、連通システム720がディスプレイ・システム725への入力において出力波動成分の所望される特徴の生成に加わってもよいものがある(例えば、振幅及び周波数を処理することができる)。 Some implementations include those communication system 720 may be applied to produce desired characteristics of the output wave component at the input to the display system 725 (e.g., it is possible to process the amplitude and frequency). 本好適な実施形態では、連通システム720は、例えば変調器システム715とディスプレイ・システム725の隔離及び/または分離を許容する光ファイバ等の複数の導波管チャネルを含む。 In the preferred embodiment, communication system 720, for example, includes a plurality of waveguides channel such as an optical fiber to permit isolation and / or separation of the modulator system 715 and the display system 725. 個々の出力波動成分に特定的な放射特性は、通過中の保存を必要とする。 Specific emission characteristic to the individual output wave components requires storage in transit. さらに、各出力波動成分チャネルは最終的なディスプレイ・ロケーションの特殊なロケーションにマップされ、連通システム720はこのマッピングを中断しない。 Furthermore, each output wave component channels are mapped to the final display location specific location, communication system 720 does not interrupt the this mapping.

ディスプレイ・システム725は、直視型のインプリメンテーション用に、またはスクリーンに対して画像が反射/伝達される等、ビューイングが間接的であるプロジェクションインプリメンテーション用に適合化されてもよい。 Display system 725, for direct-view-type implementation, or the like on which an image is to be reflected / transmitted to the screen may be adapted for projection implementation viewing it is indirect. ディスプレイ・システム725は出力波動成分を処理(例えば、変換及び配列)し、これらを所望される出力パターンに組み立てることにより所望される出力配列にする。 Display system 725 processes the output wave component (e.g., conversion and sequence), and the desired output array by assembling the output pattern of these desired. この出力パターンは、典型的には、図49に示すような複数のロウ及びカラムを有するマトリクスである。 The output pattern is typically a matrix having a plurality of rows and columns as shown in FIG. 49. ディスプレイ・システム725は、光学素子及び、伝播放射線を追加的に成形し、集束しかつ濾波する他のエレメントを含んでもよい。 Display system 725 includes an optical element and, additionally shaped propagation radiation, it may include other elements that focused and filtered.

連通システムのコンポーネント化及び使用は、他のエレメントの分離及び隔離を可能にする。 Components of and use of communication systems allow for separation and isolation of the other elements. エレメントをより広い範囲の形式要素へパッケージしかつ配列することに対して増大する利益に加えて、インプリメンテーションによっては、隔離することに関する利益が重要である。 In addition to the benefit of increased relative to the package life-and-death sequence elements to a wider range of form factor, depending on the implementation, benefits it is important relates to isolate. このような実施形態では、照明モジュール705、変調器システム715(例えば、ファラデー減衰器スイッチ・マトリクス)及びディスプレイ・システム(例えば、プロジェクション表面)は、区別的なモジュールまたはユニット内に互いに幾分かの距離を置いて収容されることによって恩恵を受けることができる。 In such embodiments, the illumination module 705, a modulator system 715 (e.g., a Faraday attenuator switch matrix) and a display system (e.g., projection surface) is somewhat of one another distinctive modules or the unit distance can benefit by being accommodated at a.

照明モジュール705について考察すると、実施形態によっては、典型的には大型の劇場スクリーンを照明する、もしくは日中または他の明るいロケーションにおいて画像を生成するために必要とされる高輝度の光によって生じる熱に起因して、これを変調器システム715から分離することが効果的である。 Considering the lighting module 705, in some embodiments, heat generated by typically a high intensity of light required to produce an image in the large illuminating a theater screen, or day or other bright locations due to, it is effective to separate it from the modulator system 715. 複数の放射線源が使用されていて、そうでなければ例えば単一のキセノン・ランプ内に集められる出熱を分散していても、出熱はまだ十分に多大である可能性があり、よってスイッチ・エレメント及びディスプレイ・エレメントからの分離は望ましい可能性がある。 Have multiple radiation source is employed and be distributed to heat output to be collected otherwise e.g. single xenon in the lamp, may heat output is still sufficiently great, thus switch element and separated from the display element may be desirable. 従って、放射線源は、ヒートシンク及び他の冷却エレメントを有する断熱ケースに収容される。 Thus, the radiation source is accommodated in the heat insulating case having a heat sink and other cooling elements. 次に連通システム710は、別個の、または単一のソースから光を伝える。 Then communication system 710, separate, or transmit light from a single source.

スイッチ・モジュールのプロジェクション/ディスプレイ表面からの分離は、独自の優位点を有する可能性がある。 Separated from projection / display surface of the switch module it may have its own advantages. 照明及びスイッチ・モジュールを投影システム・ベース(フラットパネルディスプレイでも同様)内に置けば、プロジェクションTVキャビネットの深さを減らすことができる。 If you put the lighting and the switch module in the projection system based (also in a flat panel display), it is possible to reduce the depth of the projection TV cabinets. もしくは、反射型ファブリック・スクリーンを使用するフロント・投影システムにおいては、プロジェクション表面を、薄いランプ状のポールの頂上にある、または天井からケーブルでつり下がるコンパクトボール中に容れてもよい。 Or, in the front projection system using the reflection-type fabric screen, the projection surface, at the top of the thin ramp pole or a cable from the ceiling may be placed in hanging drops compact ball.

劇場用プロジェクションの場合、ファラデー・スイッチ・マトリクス・モジュールによって形成される画像を光ケーブルによりフロア上のユニットから映写窓エリアにおける最終的な小型光学ユニットまで運ぶ可能性は、他の潜在的な優位点及び構成の中でもとりわけ、伝統的な映写機及び最新のFLATプロジェクタの双方を同一の映写室に収容するという空間利用戦略を示唆する。 For theatrical projection, possibly carrying an image formed by the Faraday switching matrix module from the unit on the floor by the optical cable to the final compact optical unit in the projection window area, other potential advantages and among other configuration, suggesting the use of space strategy to accommodate traditional projector and both of the latest FLAT projector to the same projection room. 投影システムにおけるファラデー減衰器スイッチ・マトリクスは、本明細書に記述しているどの実施形態を使用してもよい。 Faraday Attenuator switching matrix in the projection system may use any of the embodiments are described herein.

各々がストリップ上に並んで配置または付着された何千もの導波管を有する導波管ストリップのモノリシック構造は、高精細度の画像化を達成することができる。 Monolithic waveguide strips each having thousands of waveguides arranged or deposited side by side on the strip, it is possible to achieve imaging of high definition. しかしながら、「バルク」光ファイバ成分構造もまた、必要な小型プロジェクション表面積を達成することができる。 However, "bulk" optical fiber component structure can also be achieved a small projection surface area required. (特に外部通信ケーブルの耐久性能要件のない)シングルモード・ファイバの直径はかなり小さく、ファイバ・ファラデー・アレイの断面積は極めて小さい。 (Not particularly durable performance requirements of the external communication cable) diameter single-mode fiber is quite small, the cross-sectional area of ​​the fiber Faraday array is very small. 加えて、集積光学素子の製造技術は向上することが予想され、ファラデー減衰器アレイは、モノリシックであれスーパーフィシャルであれ、単一の半導体基板またはチップの製造において大量に実現されることが可能である。 In addition, manufacturing techniques of integrated optics is expected to improve, Faraday attenuator array, whether superficial it is monolithic, can be mass-realized in the manufacture of a single semiconductor substrate or chip is there.

溶融ファイバのプロジェクション表面において、溶融ファイバ表面は次に、光学アレイへ画像を集束させるための曲りを実現するまで研磨されてもよい。 In the projection surface of the fused fiber, fused-fiber surface may then be polished to realize a bend to focus the image to the optical array. 或いは、接着剤で接合される、もしくは他の方法で結合されるファイバ端は成形された先端を有してもよく、必要であれば、曲面を実現するためにその末端において成形されたマトリクス状に配列されてもよい。 Or it is adhesively bonded, or the fiber ends to be coupled in other ways may have a tip that is molded, if necessary, a matrix which is formed at its end in order to realize a curved surface it may be arranged to.

プロジェクション・テレビまたは他の非劇場型のプロジェクション・アプリケーションの場合、照明及びスイッチ・モジュールをプロジェクタ表面から分離するという任意選択は、さほど嵩高くないプロジェクション・テレビ・キャビネット構造を実現する新規方法を示唆する。 For projection television or other non-theatrical projection applications, lighting and optionally of separating switch module from the projector surface suggest novel method of implementing projection television cabinet structure not very bulky .

図8は、コンポーネント化されたディスプレイ・システム800を図7に示すシステム700の特殊なインプリメンテーションとしてインプリメンテーションするための好適な一実施形態を示す略図である。 Figure 8 is a schematic diagram showing a preferred embodiment for implementation of the display system 800 which is a component of a particular implementation of the system 700 shown in FIG. システム800は、ソース805R、ソース805G及びソース805Bとして同定される3つの成分照明ソース(例えば、RGBソース)をモジュール705として有する。 System 800 includes a source 805R, 3 one component illumination source to be identified as the source 805G and source 805B (eg, RGB source) as module 705. システム800の第1の連通システムは、各色について、入力メカニズム810(例えば、光ファイバ面板またはこれに類似する連通媒体/チャネルとして適切なもの)と、個々の光学チャネル815の束とを含む。 First communicating system of the system 800 includes for each color, the input mechanisms 810 (e.g., suitable ones as communication medium / channel similar to the optical fiber faceplate or it) and, a bundle of individual optical channels 815. システム800は、各色について、各々が変調器システム715に対応する変調アッセンブリ820を含む。 System 800, for each color, including modulation assembly 820, each corresponding to a modulator system 715. 第2の連通システム825は、各色用のこのような光学エレメントの束である、最終画像化情報を伝送する第2の複数の個別光学チャネルを含む。 Second communicating system 825, including such a bundle of optical elements, a second plurality of individual optical channels carrying final imaging information for each color. システム800は、第2の連通システム825の3つの束から集合的な画像化情報をマージする最終プロジェクション/ディスプレイ光学素子アッセンブリ830を含む。 System 800 includes a final projection / display optics assembly 830 that merges collective imaging information from the three bundles of second communicating system 825.

本発明のこの好適な実施形態は、集積型ファラデー減衰器ピクセル・エレメントの形式で光導波構造体を介して実装される新しい磁気光学ディスプレイ・クラスを含む。 The preferred embodiment of the present invention comprises a new magneto-optical display class that is implemented via an optical waveguide structure in the form of the integrated Faraday attenuator pixel elements. 本発明のこの好適な実施形態はさらに発明的コンポーネントより成るシステムを含み、これらのコンポーネントは幾つかの新しい製造プロセスを介して個々に製造されかつ新規ディスプレイ構造体として組み立てられ、よって上記システム自体がディスプレイ・オペレーションの新規方法を組み込んでいる。 The preferred embodiment of the present invention further comprises a system consisting of inventive components, these components are assembled as individually manufactured and novel display structure via several new manufacturing process, thus the system itself It incorporates a novel method of display operations.

ファラデー回転子、減衰器、アイソレータ、サーキュレータ、及び光ファイバを含むファラデー効果を使用する光通信のためのコンポーネントの他の変形の先行技術においては、デバイスは典型的には、光通信ネットワークのノードを接続する延長された光ファイバ結線間に挿入される離散非導波管コンポーネントによるシステムである(例えば、図1Cを参照されたい)。 Faraday rotator, attenuator, isolator, a circulator, and in the prior art other variation components for optical communications that use the Faraday effect including an optical fiber, the device is typically a node of an optical communication network a system according to the discrete non waveguide component to be inserted between the extended optical fiber connections connecting (e.g., see FIG. 1C). これらは、典型的には、結晶固体成長片または薄膜結晶もしくは薄膜結晶の積層の何れかとして製造される、光学的にアクティブな材料としての結晶より成る。 These are typically produced as either laminated crystalline solid growth strips or thin-film crystal or thin-film crystal, optically consisting crystals as the active material. これらのコンポーネントを延長された光ファイバまたは導波管構造体一般へより効果的に接合するためには、マイクロレンズ及びより優れた結合及び組立て方法の採用関連を含む様々なソリューションが使用される。 In order to more effectively bond the the extended optical fiber or waveguide structures in general these components, various solutions, including the adoption associated microlenses and better bonding and assembling method is used.

これに対して、本発明の好適な実施形態は、統合された導波プロセス及びコンポーネントを介して磁気光学ディスプレイを実装し、ファラデー減衰器及び、複合光ファイバの集積エレメントとして実現される他の波動操作プロセスと組み合わされるファラデー減衰器プロセスの実施形態を含む。 In contrast, the preferred embodiments of the present invention implements a magnetic-optical display via an integrated waveguide process and components, Faraday attenuator and other waves to be implemented as an integrated element of the composite optical fiber combined with the operating process including the embodiment of the Faraday attenuator process.

ファラデー回転子、減衰器、アイソレータ、サーキュレータ、及びファラデー効果を使用する光通信及び半導体製造プロセスを介して実装される光学スイッチのためのコンポーネントの他の変形の先行技術においては、半導体導波管は光学スイッチの原点であるが、これらの構造体は磁気光学ディスプレイのニーズに適合しない。 Faraday rotator, attenuator, isolator, a circulator, and in the prior art other variation components for optical switches that are implemented via the optical communication and semiconductor manufacturing processes using the Faraday effect, semiconductor waveguides is the origin of the optical switch, these structures are not relevant to the needs of the magneto-optic displays. 従って、上記好適な実施形態は、半導体光導波管の製造技術を新規方法で実装し、実際的な半導体光導波管ベースの磁気光学ディスプレイを効果的に具現する新規構造体を実現する。 Accordingly, the preferred embodiment, the manufacturing technology of semiconductor optical waveguide mounted in a new way, to achieve a practical semiconductor optical waveguide-based novel structure embodying the magneto-optical display effectively the. 達成される統合の度合いもまた、ファラデー減衰器デバイスを半導体導波管形式で実装することを含み、これらの新規半導体光導波管ベースのファラデー・デバイスにおける上記好適な実施形態の態様である。 The degree of integration is achieved also includes implementing a Faraday attenuator devices in the semiconductor waveguide type, is an aspect of the preferred embodiment of these new semiconductor optical waveguide based Faraday devices.

磁気光学ディスプレイにおける先行技術の幾つかのソリューションは、ファラデー回転子を電子半導体構造体として実装しようとした。 Some solutions of the prior art in magneto-optical displays, tried to implement a Faraday rotator as an electron semiconductor structure. これは、導波構造体を起点とすること、及び強力な導波方法を介して光を制御しかつ変調するために、半導体ドーピング、構造的操作関連のフォトニック結晶方法及び量子井戸混合(QWI)等の方法の最大活用を含む統合方法を実装することのパラダイム・シフトの実現とは対照的である。 This indicates that starting from the waveguide structure, and strong waveguiding way through by controlling the light and to modulate the semiconductor doping, structural operations related photonic crystal method and quantum well mixed (QWI ) the realization of paradigm shift of implementing an integrated process including the maximum utilization of the method, such as a contrast.

ファラデー効果を基礎とするデバイスを集積された光ファイバ及び半導体導波管構造体に実装するという原理を介する本発明の幾つかの実施形態は、1つの実施形態における両方法の新規組合わせを含む。 Some embodiments of the present invention through the principle of implementing the optical fiber and the semiconductor waveguide structure that is integrated with the device based upon Faraday effect includes a novel combination of both methods in one embodiment .

光ファイバを基礎とする「ユニタリ」式フラットパネルディスプレイ・システムは、本発明の好適な実施形態である。 "Unitary" type flat panel display system which are based on optical fibers is a preferred embodiment of the present invention. 「透過型」ディスプレイのような磁気光学ディスプレイは、「照明ソース・ユニット」と、「スイッチ・メカニズム」と、表示画像が形成される、または投射される「ディスプレイ表面」とを組み込む。 Magneto-optical displays, such as "transmission" display incorporates a "lighting source unit", a "switch mechanism", and "display surface" display image is being, or is projected form.

この単純な略図には、任意の単一の実施形態を構築するための製造及び/または組立てプロセスを含む多くのコンポーネントより成る複雑なシステムが凝縮されている。 This simple schematic, complex system consisting of many components, including the manufacturing and / or assembly process for building any single embodiment has been condensed. 以下、図5を参照して、照明ソースからディスプレイ表面まで、システム全体のコンポーネントを構成順に説明する。 Referring to FIG. 5 will be described from the illumination source to the display surface, in order configure components of the overall system.

I. I. この好適な実施形態は、「照明ソース」として、ディスプレイの「後」にディスプレイ表面に並行して配置される規格フラットパネルディスプレイの平衡白色光照明システム(典型的には蛍光管)を採用している。 The preferred embodiment, as "illumination source", employs a standard flat panel display equilibrium white light illumination system disposed in parallel with the display surface, "rear" of the display (typically fluorescent tubes) there. 但し、キセノン、RGBレーザ及び他の任意の単一または組合わせ式の白色バランス・ソースを使用してもよい。 However, it may be used xenon, the RGB lasers and any other single or combination type white balance sources.

II. II. 薄膜偏光器のエピタキシによる偏光メカニズム。 Polarization mechanism according epitaxy of thin film polarizers. ファイバの「入力端」と照明システムとの間には、偏光メカニズムが存在する。 Between the illumination system and the "input" of the fiber, there is a polarization mechanism. 下記はその一例である。 The following is an example of this.

薄膜偏光器は、照明ソースとスイッチ・マトリクスとの間の光学ガラス・シート上、またはスイッチ・マトリクスの表面上の何れかにエピタキシャルに蒸着される。 Thin film polarizer is deposited epitaxially on either on the surface of the optical glass sheet or switch matrix, between the illumination source and the switch matrix. その製造及び構造については、後述する。 For its manufacture and construction, it will be described later. 或いは、次に開示する光ファイバ・エレメントの「入力端」へ膜コーティングを行ってもよい。 Alternatively, it may then be subjected to film coating to "input" of the optical fiber elements to be disclosed.

III. III. 光ファイバ・エレメント。 Optical fiber elements. 色選択とファラデー減衰器可変輝度サブピクセル・スイッチングとを統合し、デバイスのサブピクセル導波管構造体として機能する。 By integrating the variable brightness sub-pixel switching color selection and Faraday attenuator functions as a sub-pixel waveguide structure of the device. 光ファイバ・エレメントの「入力端」は照明システムに面する。 "Input end" of the optical fiber elements are facing the lighting system. 従って、ファイバは直立して、デバイスの前、ディスプレイ表面の後でディスプレイ表面に向かって光源に対し垂直に配列される。 Thus, the fiber upright, before the device is arranged perpendicular to the light source toward the display surface after the display surface. このように、ディスプレイ表面は、光ファイバ・エレメントの「出力」端により形成される。 Thus, the display surface is formed by the "output" end of the optical fiber elements.

IV. IV. 導波構造体用の集積された光ファイバ。 Integrated optical fiber for guiding structure. この好適な実施形態では、個々の光ファイバ・エレメントは各々、好適には集積された構造体または図9Aに示す等価機能を含む。 In the preferred embodiment, each individual optical fiber elements, preferably including the equivalent function shown in integrated structure or Figure 9A.

図9(図9A、図9B及び図9Cを含む)は、本発明の好適な一実施形態による変調器900の概略図である。 9 (FIG. 9A, including FIGS. 9B and 9C) is a schematic diagram of a modulator 900 according to a preferred embodiment of the present invention. 図9Aは、光学的にアクティブな誘導コア905と、伝達軸に沿った放射線の伝播に伴って変調器900内へのその閉じ込めを強化するための1つまたは複数の境界領域とを含む変調器900の好適な一実施形態である。 9A is an optically active induction core 905, modulator and one or more boundary regions to enhance the confinement of the modulator 900 in accordance with the propagation of the radiation along the transmission shaft which is a preferred embodiment of 900. 境界領域は、援用した特許出願に記述されているように動作するための第1のクラッディング910と、第2のクラッディング915とを含む。 Boundary region includes a first cladding 910 to operate as described in the incorporated patent application, and a second cladding 915. 変調器900はさらに、(コイルフォーム920を介して925から930へ進む信号として示される)制御信号/電流により活性化されるコイルフォーム920を含む。 Modulator 900 further includes a coil form 920 which is activated by the control signal / current (shown as signal traveling to 925 from 930 via the coil form 920). 活性化されたコイルフォームは、変調器900を介して伝播する放射線の偏光回転角を制御するための影響磁場を生成する。 Activated coil former produces the effect magnetic field for controlling the polarization rotation angle of the radiation propagating through the modulator 900.

変調器900は、誘導領域905の一部に、かつ典型的には1つまたは複数の境界領域にも、集積された照明ソース935を含む。 Modulator 900, a part of the guiding area 905, and typically also one or more boundary regions, including an illumination source 935 that integrated. ソース935は、援用した特許出願に記述されているように蛍光ガスの微小気泡の無線周波刺激に反応してホワイトバランス光を生成する。 Source 935 generates a white balance light in response to radio frequency stimulation of the microbubbles of the fluorescent gas as described in the incorporated patent application. ソース935は放射線940を生成し、放射線940は誘導領域905を介して伝播される。 Source 935 generates radiation 940, the radiation 940 is propagated through the guiding area 905. 同じく誘導領域905及び1つまたは複数の境界領域へ集積される偏光システム945は、放射線940を変換/濾波して予め決められた最初の偏光角を有する予め決められた偏光タイプにする。 Also polarization system 945 which is integrated into the guidance area 905, and one or more boundary regions, to advance the polarization type which is determined with a first polarization angle to a predetermined radiation 940 conversion / filtering to. 偏光器945からの偏光放射線がコイルフォーム920の影響によって影響される部分950(例えば、磁場)を介して進むにつれて、偏光角はオペレーション中に所望される角度へ制御可能に設定される。 Portion 950 polarized radiation from the polarizer 945 is affected by the influence of the coil former 920 (e.g., a magnetic field) as it travels through a polarization angle is controllably set to an angle which is desired during operation. 所望されるこれらの角度を有する放射線は、この角度が変調器900の出力部分に近い第2の偏光器955の伝達軸に対して変化するにつれて変調され得る振幅を有する出力放射線を生成する。 Radiation having these angles is desired, to generate an output radiation having an amplitude that can be modulated as this angle changes with respect to the transmission shaft of the second polarizer 955 close to the output portion of the modulator 900. 図9Bは、図9Aに示す変調器900の代表的関係性を示す、図960とグラフ965を含むイラスト対である。 Figure 9B shows a representative relationship between the modulator 900 shown in FIG. 9A, an illustration pair comprising Figure 960 and graph 965. 図960は、導波管の伝播軸に平行(放射信号(例えば光)の伝播方向に対しても平行)な場成分を生成する場生成構造体(例えば、コイルフォーム)を大写しにしたものである。 Figure 960 is obtained by field-generating structure to generate a field components (also parallel to the propagation direction of the radiation signal (e.g., light)) parallel to the propagation axis of the waveguide (e.g., a coil form) in closeup is there. グラフ965は、可変磁場を生成するコイルフォームの信号に対応する90度の偏光回転角を示す。 Graph 965 shows the polarization rotation angle of 90 degrees corresponding to the coil form of the signal for generating a variable magnetic field. 図9Cは、代表的なファイバ/サブピクセル970の水平断面図である。 Figure 9C is a horizontal sectional view of a typical fiber / subpixel 970. 第1の層975及び第2の層980は、ファイバ970を介する任意の切断面である。 The first layer 975 and second layer 980 is any cutting plane through the fiber 970. ピクセル970は、コアと、中に統合されたインフルエンサ(例えば、コイルフォーム)の少なくとも一部を有する1つまたは複数の境界領域(例えば、クラッディング)とを含む。 Pixel 970 includes a core, influencer integrated into (e.g., coil form) one or more boundary region having at least a portion of (e.g., cladding) and. 経路985は、所望される特徴を有する必要な場を生成する、インフルエンサを介する制御信号フローを示す。 Path 985 to generate the necessary field having characteristics desired, showing a control signal flow through the influencer.

変調器900のエレメントは下記の通りである。 Elements of the modulator 900 is as follows.

I. I. ファイバ・コア。 The fiber core. 真空蒸着法の変型である一般的なファイバ製造方法によって添加される下記のドーパントを包含する。 Including the following dopant added by a typical fiber production process is a variation of the vacuum deposition method. i. i. ファイバ・エレメントを効果的に照明システム・ソースから降りるカラー・フィルタにする色染料ドーパント。 Color dye dopant to color filters down the fiber element effectively from the illumination system source. ii. ii. 活性磁場の下で効率的なファラデー回転を達成すべくコアのベルデ定数を上げるYIGまたはTbもしくはTGGまたは他の高性能ドーパント等の光学的にアクティブなドーパント。 Optically active dopant such YIG or Tb or TGG or other high performance dopants under active field increases the Verdet constant of the core in order to achieve efficient Faraday rotation. ファイバ製造中は、ベルデ定数をさらに上げかつ非線形効果を追加するために、加熱または応力付加によりコア構造体内に穴または不整が追加される。 During fiber production, in order to add further raised and the non-linear effect Verdet constant, holes or irregularities are added to the core structure by heating or stressing.

シリカ光ファイバは、ドーパント50%というシリカ自体のパーセントに比べて比較的高いレベルのドーパントを使用して製造され、かつ他の種類のシリカ構造体においては、必要なドーパント濃度は数十ミクロンまたはそれ以下で90度の回転を達成することが実証されていることから、ドーパント濃度(例えば、JDSユニフェーズ(JDS Uniphase)から市販されているファイバ)増加の向上及びドーパント・プロファイル(例えば、コーニング社(Corning Incorporated)から市販されているファイバ)制御の向上を所与とすると、現時点では、ミクロン級の距離において低電力により回転を実現するに足る高さの制御された光学的にアクティブなドーパント濃度を達成することに問題はない。 Silica optical fibers as compared to percent silica itself that 50% dopant is manufactured using relatively high levels of dopants, and in other types of silica structure, the dopant concentration required tens of microns or since to achieve a rotation of 90 degrees or less has been demonstrated, the dopant concentration (e.g., JDS Uniphase (fiber available from JDS Uniphase)) increases improved and dopant profile (e.g., Corning ( When Corning Incorporated) and given to improve the fiber) control which is commercially available from, at present, the controlled optically active dopant concentration in the height sufficient to achieve a rotation by low power at a distance of micron there is no problem to be achieved.

II. II. 任意選択のファイバ・クラッディング1。 Fiber cladding 1 optional. 強磁性単分子磁石を使用する標準方法でドープされ、強力な磁場に暴露されると永久磁性になる。 Ferromagnetic doped with standard methods using monomolecular magnet, when exposed to a strong magnetic field becomes permanently magnetic. このクラッディングの磁化は、コアまたはプリフォームへクラッディングを添加する前、またはコア、クラッディング及びコーティングを備えたファイバが引き抜かれた後に行ってもよい。 Magnetization of the cladding, prior to the core or preform adding cladding, or core, or may be performed after the fiber having a cladding and a coating has been withdrawn. 従って、プリフォームまたは引き抜かれたファイバの何れかは、ファイバ・コアの軸から90度オフセットされた、ファイバ引抜き装置のエレメントとして配置された電磁石により実装される強力な永久磁場を通過する。 Thus, either the preform or the drawn fiber was 90 degrees offset from the axis of the fiber core, through a strong permanent magnetic field implemented by arranged electromagnets as an element of the fiber pull-out device. 永久磁石特性を有するこのクラッディングは、光学的にアクティブなコアの磁性領域を満たして染みこむ働きをするが、場の方向が伝播方向に対して直角であることから、ファイバを通過する入射光の回転角を変えない。 The cladding having a permanent magnet properties, but serve Komu stain meet the optically magnetic regions of the active core, since the field direction is perpendicular to the propagation direction, the incident light passing through the fiber It does not change the rotation angle of. ドープされる強磁性クラッディングの配向を、結晶構造体における非最適原子核の微粉砕化によって最適化する方法については、下記を参照されたい。 The orientation of the doped are ferromagnetic cladding, how to optimize the milling of non-optimal nuclei in the crystal structure, see below.

比較的高温で磁化され得る単分子磁石(SMM)が発見されていることから、これらはドーパントとして好適であると思われ、卓越したドーピング濃度及びドーパント・プロファイル制御が見込まれる。 Relatively since the monomolecular magnet may be magnetized (SMM) is found at high temperature, it is believed to be suitable as a dopant, excellent doping concentration and dopant profile control is expected. 市販されている単分子磁石及び方法の例は、ZettaCoreから入手可能である。 Examples of monomolecular magnets and methods are commercially available are available from ZettaCore.

III. III. 光ファイバ・クラッディング2。 Optical fiber cladding 2. 最適フェリ磁性体または強磁性体を使用する標準方法でドープされ、適正なヒステリシス曲線を特徴とする。 Doped with standard methods using optimal ferrimagnetic or ferromagnetic material, characterized by adequate hysteresis curve. 場生成エレメントとしては、「短い」曲線、同時に「広く」かつ「平坦」でもある曲線が好適であろう。 The field-generating element, "short" curve, would be suitable curve, which is also "wide" and "flat" time. このクラッディングは、それ自体はスイッチ・マトリクスの駆動回路からのパルスにより駆動される隣接する場生成エレメントにより生成される磁場によって浸透されると、そのビデオ・フレームのサブピクセルまたはピクセル・エレメントに必要とされる回転程度に適する磁化の度合いへ迅速に到達し、後続のパルスが増大する(同方向の電流)、リフレッシュする(無電流または+/−持続電流)または低減する(逆方向の電流)の何れかになるまでその磁気レベルであり続ける。 The cladding itself when it is permeated by a magnetic field generated by the field-generating elements adjacent driven by a pulse from the drive circuit of the switch matrix, necessary for sub-pixel or pixel elements of the video frame quickly reaches the degree of magnetization suitable degree rotation that is, subsequent pulses is increased (the same direction of the current), the refresh is (no current or +/- sustained current) or reducing (reverse current) until either remain in its magnetic level. ドープされたクラッディングの残留フラックスは、場生成エレメントによる場の不断の印加なしにビデオ・フレームを介する回転の度合いを維持する。 Residual flux of the doped cladding maintains the degree of rotation through the video frame without continual application field by field-generating elements.

さらに、適切なプロセス・ステップにおいて、クラッディングのイオン・ボンバードにより、ドープされたフェリ磁性体/強磁性体の最適化を実行してもよい。 Further, in a suitable process step, by ion bombardment of the cladding may be performed to optimize the doped ferrimagnetic / ferromagnetic. Alcatelの米国特許第6,103,010号を参照されたい。 See US Pat. No. 6,103,010 of Alcatel. 当該特許においては、気相法により導波管上へ蒸着された強磁性薄膜が、イオンビームにより好適な結晶構造において順序づけられていない原子核を微粉砕する入射角で衝撃される。 In the patent, a ferromagnetic thin film deposited onto the waveguide by a vapor phase method, is bombarded with incident angle milling nuclei unordered in the preferred crystal structure by ion beam. 結晶構造の変更は技術上周知の方法であり、ドープされたシリカ・クラッディングに対し、製造されるファイバにおいて、もしくはドープされたプリフォーム材上の何れかで使用されてもよい。 Changes of the crystal structure are well known in the art methods with respect to doped silica cladding, the fiber to be produced, or may be used in any of the doped preform material. 比較的高温で磁化され得る単分子磁石(SMM)が発見されていることから、これらはドーパントとして好適であると思われ、卓越したドーピング濃度が見込まれる。 Since the monomolecular magnets may be magnetized with a relatively high temperature (SMM) have been found, they are believed to be suitable as a dopant, excellent doping concentration is expected.

IV. IV. 最初の磁場を発生させるためにファイバ・エレメント上に、またはファイバ・エレメント内に一体式に製造されるコイルまたは「コイルフォーム」構造体。 On the fiber element to generate a first magnetic field, or coils or "coil former" structures are fabricated integrally in the fiber element. ファイバ・コア内の光の偏光角を回転させ、ビデオ・フレームを介してこの回転角を維持すべくクラッディング2においてフェリ磁性体/強磁性体を磁化する。 It rotates the polarization angle of the light in the fiber core, through the video frames magnetizing the ferromagnetic body / ferromagnetic at the cladding 2 so as to maintain the angle of rotation. 「コイルフォーム」はコイルに類似する構造体として定義してもよく、複数の導電セグメントは互いに平行にかつファイバの軸に対して直角に配置される。 "Coil former" may be defined as a structure similar to the coil, a plurality of conductive segments are arranged at right angles to the axis of the parallel and fiber together. 材料の性能が向上するにつれて、即ちドープされたコアの有効ベルデ定数がより高いベルデ定数のドーパントによって高まるにつれて(もしくは、非線形効果をもたらすものを含む構造変更が増大するにつれて)、ファイバ・エレメントを包囲するコイルまたは「コイルフォーム」の必要性は低減またはなくなる可能性があり、より単純な単一のバンドまたはガウスの円柱構造体が実際的となるであろう。 As the performance of the material is improved, i.e. as it increased by the doped dopant higher Verdet constant effective Verdet constant of the core (or, as the structure changes, including those that result in the non-linear effect is increased), surrounding the fiber element the coil or need for "coil former" as might reduce or eliminate, would simpler single band or Gaussian columnar structure is practical. 図10は、コイルフォームのツイスト・ファイバ実装を含む導波管1000を示す概略図である。 Figure 10 is a schematic view showing a waveguide 1000 including a twisted fiber mounting of the coil form.

ファラデー効果を特定する式(先述の式1参照)の変数は、場の強さ、場が印加される距離及び回転媒体のベルデ定数であり、より深さのあるフラットパネルディスプレイは、例えば導電材料が導電ポリマであって金属線ほど効率的でないコイルまたはコイルフォーム、または他より広いが巻数の少ない巻線を有するコイルまたはコイルフォーム、もしくは従来の手段でも動作効率の劣る手段によって製造されるコイルまたはコイルフォームであっても補償することができる。 Variables of formula (see formula 1 described previously) that identifies the Faraday effect, field strength, a Verdet constant of the distance and rotating media field is applied, a flat panel display that is more depth, for example, conductive material coil or there is produced a conductive polymer in a non-efficient as metal lines coil or coil form or wider than the other, but the coil or coils form with less winding number of turns or by means inferior operation efficiency by conventional means, it can be compensated even coil form.

設計パラメータ、即ちディスプレイの深さ/ファイバ長、コアのベルデ定数及びピーク場出力と、場生成エレメントの効率とのトレードオフが理解されていることを所与として、開示されるべき一体式に製造されるコイルフォームの好適な実施形態は、下記のような4つが存在する。 Design parameters, namely the display of depth / fiber length, the Verdet constant and the peak-field output of the core, that the trade-off between efficiency of field-generating elements are understood as given, manufactured integrally be disclosed preferred embodiments of a coil form that is is four as described below exist.

コイルフォームを実装するツイスト・ファイバ(例えば、図10参照)。 Twisted fibers that implements the coil form (e.g., see FIG. 10).

光学的にアクティブなコアの周囲に「コイルフォーム」を製造するこの新規方法の本質は、ファイバを捩ってコーティングすること、もしくはコーティングした後に捩ることにある。 The essence of this novel method of making a "coil former" around the optically active cores, coating by twisting the fiber, or in twisted that after coating. 捻りを容易にするためにプリフォームをカットする、またはスコアすること、もしくは金属線をプリフォームに埋め込んで捩る、及びこれらに類似するもの、及び実際にはファイバをそのコアの回りへ巻きつけることにより、導電材料によるコア周囲の「巻線」または渦巻線が達成される。 Cutting the preform to facilitate twisting, or to score, or a metal wire twisted embedded in the preform, and those similar to them, and actually wrapping the fiber to around its core the "winding" or spiral core periphery by the conductive material is achieved. これらの新規方法を達成するために、ファイバ巻付けの市販の確立されたプロセスが修正される。 To achieve these new methods, commercially available established process of fiber winding is modified.

ファイバ操作に関する関連情報は、代表的な米国特許、即ち1. Related information on fiber operations Representative United States patents, namely 1. 米国特許第3976356号、2. US Patent No. 3976356, 2. 米国特許第4572840号、3. US Patent No. 4572840, 3. 米国特許第5581647号、4. US Patent No. 5581647, 4. 米国特許第6431935号、及び5. U.S. Patent No. 6431935, and 5. 米国特許第6550282号を参照すること。 Referring to U.S. Patent No. 6,550,282. 従来のオペレーションでは、ファイバの捻りは概してファイバにおける減衰または分散を低減するために最もよく使用されるものであり、よって本明細書に開示されている構造体及び方法とは異なる。 In conventional operations, twisting of the fibers are those most commonly used to generally reduce the attenuation or dispersion in the fiber, thus different from the structure and methods disclosed herein.

理論上、捻りは、温度が適切である限り、ファイバの引抜きにおける何らかの段階で実行される可能性もある。 Theoretically, twisting, as long as the temperature is appropriate, there is a possibility to be executed at some stage in the withdrawal of the fiber. その目的は、単位長さ当たりの高い捻れ度数を達成することと、その捻れを、好適には外側ジャケットを「固定する」必要なしに永久的に保つことである。 Its purpose is to achieve a high twisting power per unit length, the twist, preferably to keep without the outer jacket required "fixing" permanently. 本例における捻りは、ファイバ構造体に対する応力を増大するために行われるわけではない。 Twisting in this example may not be performed in order to increase the stress on the fiber structure. 何れのツイスト・スキームにおいても、クラッディング層の変化する粘性は、比較的乱れの少ないコアの回りの効果的な捻りを向上させる傾向にある可能性がある。 In any twist scheme, viscosity changes of the cladding layer is likely to tend to increase around the effective twist of relatively disordered less core.

正しい温度における捻り、及び内側対外側のクラッディングとコアとの相対ツイストを招く材料の選定は、特には冷却される結晶構造体に応力を発生させない捻りをもたらし、よって破断または破砕の追加的リスクは全く招来されない。 Twisting at the correct temperature, and selection of materials leads to relative twisting between the inner pair outer cladding and core, especially results in a twist that does not generate stress in the crystal structure to be cooled, thus additional risk of breaking or crushing not at all Shorai is.

ツイスト・ファイバによりファイバ・コアの周囲に巻かれる、連続する導電材料製の「コイルフォーム」を達成する好適な方法は、下記の通りである。 Wound around the fiber core by twisted fibers, a preferred method of achieving the "coil former" conductive material made of a continuous are as follows.

I. I. プリフォームの導電材料によるコーティング、プリフォームのスーパーフィシャル・ヘリカル・カット、引抜きの間のプリフォームまたは高温ファイバの捻り。 Coating with conductive material of the preform, superficial helical cut preform, twisting of the preform or hot fibers during the withdrawal. 図38は、本発明の開示された様々な実施形態によるコイルフォーム式導波管を製造するための総称導波管処理システム3800を示す略図である。 Figure 38 is a schematic diagram showing a generic waveguide processing system 3800 for producing coil form formulas waveguide by various disclosed embodiments of the present invention. システム3800は、最終的な導波構造体の製造材料である、例えばプリフォーム3805、処理されたプリフォーム3810及び所望されるコイルフォーム構造体を含む製造された導波管3815を含む1つまたは複数のエレメントを処理する。 System 3800 is a manufacturing material of the final waveguide structure, one example includes a preform 3805, the processed preform 3810 and the desired waveguide 3815 produced including a coil foam structure is was or for processing a plurality of elements. システム3800は、各々プリフォーム3805、プリフォーム3810及び導波管3815の必要な処理を実装する1つまたは複数の処理段階(例えば、段階3820、段階3825及び段階3830)を含む。 System 3800 includes each preform 3805, one or more processing steps to implement the necessary processing of the preform 3810 and the waveguide 3815 (e.g., step 3820, step 3825 and step 3830) a. コイルフォーム製造システム3800においては、インストールされるべきコイルフォームのタイプに依存して、段階のうちの1つまたはそれ以上を省略できる場合がある。 In coil form manufacturing system 3800, depending on the type of coil forms to be installed, it may be possible to omit one or more of the steps.

処理の段階3820乃至段階3830は、導波管3815を製造するために構成及びアプリケーション・プロセスを様々に実装する。 Processing step 3820 to step 3830, various implements the configuration and application process for producing a waveguide 3815. これらのプロセスは、(1)ファイバの捻り、(2)導電材料の適用、及び(3)PCF特有のインプリメンテーション、のうちの1つまたはそれ以上を含む。 These processes include (1) twisting the fiber, (2) application of the conductive material, and (3) PCF specific implementation, one or more of.

ファイバの捻りは、多くの異なる変形例及び可能なインプリメンテーションを有する。 Twisting of the fibers, it has many different variations and possible implementation. これらの変形及びインプリメンテーションにおいては、1つまたはそれ以上の段階で、制御信号に反応して伝播放射線に対する必要な影響を発生させることに適する導電エレメント(例えば、金属構造体または導電ポリマ)が適用される。 In these variations and implementations, in one or more stages, the conductive elements suitable to generate the necessary effect on propagation radiation in response to the control signal (e.g., a metal structure or a conductive polymer) is It is applied. 導電エレメントは捻りの前または後に適用されてもよく、かつ導電エレメントは導波構造体または境界構造体の表面上に、または導波構造体または境界構造体のうちの1つにおいて適用されてもよい。 Conductive elements may be applied prior to twisting or after, and conductive elements on the surface of the waveguide structure or boundary structure, or be applied in one of the waveguide structure or boundary structure good. 場合によっては、ファイバは捻られた後にジャケットで被覆されるが、ジャケットで被覆された後に捻られる場合もある。 In some cases, the fiber is coated with a jacket after being twisted, sometimes twisted after being jacketed. さらに他の場合には、捻りは、導波構造体が固まって捻りが解けなくなる時点でジャケットなしで実行される。 In yet other cases, twisting, twist solidified is guided structure is performed without a jacket when not solved. 例えば、導波構造体がプリフォームからのファイバの引抜きによって製造されるケースでは、ファイバがそのガラス質温度を超える時点で捻りが実行されるとジャケットは不要である。 For example, in the case where the waveguide structure is produced by pulling the fiber from the preform, the twisting when the fiber is greater than its vitreous temperature is performed jacket is not required. 例によっては、捻りを促進するために、導波構造体またはプリフォームの段階をカットまたはスコアしてもよいものがある。 In some examples, to facilitate twisting, it is followed by a step of the waveguide structure or preform may be cut or score. この捻りの目的は、必要な影響を与えるに足る単位長さ当たりの高い捻り度数を含むコイルフォームを製造すること、及びジャケットなしに捻りを持続させることにある。 The purpose of this twisting is to produce a coil form with a high twist degree of per unit length sufficient to provide the necessary impact, and to prolong the twist without the jacket. これは、捻りを介して導波管に応力を導入することにより向上した光学特性を達成する従来のファイバ・ツイスト・システムとは対照的である。 This is in contrast to conventional fiber twisted system to achieve the optical properties were improved by introducing a stress into the waveguide through a twist. 比較的乱れの少ないコアの回りの効果的な捻りを向上させるために異なる粘性を有する材料で導波構造体の様々な層を製造することは、本好適な実施形態の1つのインプリメンテーションである。 To produce the various layers of the waveguide structure of materials having different viscosity in order to improve around the effective twist of relatively disordered less core, in one implementation of the preferred embodiment is there. これは、応力を減らして破断または破砕のリスクを減らす、という望みを1つの目的として有する。 This has reduced the risk of breaking or crushing to reduce the stress, the hope that as one object.

導電エレメントは、変化するコイルフォーム・パターンを実現するために異なる時間に異なるパターンで適用されてもよい。 Conductive elements may be applied in different patterns at different times in order to achieve a coil form varying pattern. 導電エレメントは、プリフォームまたは導波構造体の長さを延長するように直線式に適用されてもよい。 Conductive elements may be applied to a linear equation so as to extend the length of the preform or waveguiding structure. もしくは導電エレメントは、特定の、その他の、または変化するピッチ、急勾配、浅さを有するように渦巻式に適用されてもよい。 Or a conductive element, specific, other, or varying pitch, steep, may be applied to vortex so as to have a shallow. この場合もやはり、プリフォームまたは導波構造体もしくはこれらの双方は捻られてもよく、導波構造体の最終的な形状はコアの周囲に異なる捻りパターンの導電エレメントを有する。 Again, the final shape of the preform or waveguiding structure or may be both of which are twisted, the waveguide structure has a conductive element of a different twist pattern around the core. 捻りの好適な実施形態は、捻りオペレーションにより、好適には導電エレメントを支持する層が、それが表層であれ境界領域の1つまたはそれ以外のものであれ、コアを捻るのではなくコアまたは誘導チャネルの回りを捻って回転させる、というものである。 Preferred embodiments of the twisting, the twisting operation, suitable for supporting the conductive elements in the layer, it is as long as one or the other border areas it is the surface layer, core or induction rather than twist the core rotating twisting channels around, is that.

導電エレメントは、離散構造体として適用される場合も、導電コーティングとして適用される場合もあり、次いでコーティングの選択された部分がエッチング、木摺打ち、マスキングまたは他のプロセス等によって除去され、プリフォームまたは導波構造体の上または内部に特定の直線、渦巻または他のパターンが残される。 Conductive elements, even when applied as a discrete structure, may also be applied as a conductive coating, and then selected portions of the coating is etched, wood sliding beating, is removed by such a masking or other process, the preform or specific linearly on or within the waveguide structure, the spiral or other pattern is left. 他の観点からは、先に論じたようにこの構造体を捻ってもよい。 From another aspect, it may be twisted with this structure as discussed above. 下記は、一般的な捻りインプリメンテーションクラスの好適な実施形態の特殊な例である。 The following are specific examples of preferred embodiments of a general twisting implementation class.

さらに、フォトニック結晶ファイバの製造において知られる加工プロセスの場合のように、中実またはキャピラリ・ガラスは、内側のクラッディング及びコアまたはコアのみを囲んで結合されてもよい。 Furthermore, as in the case of the machining process known in the production of photonic crystal fiber, the solid or capillary glass may be combined surround only the inner cladding and core or core. これらの複数の薄いロッドまたはキャピラリ・ガラスは(本発明の本好適な実施形態のこの特徴を有する本製造方法のPCF変形の場合は、本明細書の何れかの場所及び援用した出願における開示をさらに参照されたい)、導電ストリップ・バージョンに関して記述したように事前に金属化され、よって温度が適正である場合のプリフォームの捻りまたは引抜きにおいて、包囲するこれらの複数の薄いファイバはコアの回りのコイルフォームとして共に捻れる。 These multiple thin rods or capillary glass disclosed in the present case of PCF variant of the manufacturing method having the features of the preferred embodiments, either the location and incorporated the applicant hereof (Invention see also), is pre-metallized as described for the conductive strip version, therefore the preform when the temperature is appropriate in twisting or drawing, a thin fiber of the plurality of siege around the core twisted together as a coil form.

図11は、導電式に被覆されるプリフォームとスーパーフィシャル・ヘリカル・カットとを含む、図38に示すシステムの第1の特殊実装の略図である。 Figure 11 includes a preform and superficial helical cuts to be coated with the conductive type, a schematic representation of a first special implementation of the system shown in FIG. 38. この第1の例は、プリフォーム1105を導電材料で被覆することを含み、引抜きの間にプリフォームまたは高温の導波構造体上へ実行される捻りによってスーパーフィシャル・ヘリカル・カットを供給する。 This first example includes coating the preform 1105 of a conductive material, supplying a superficial helical cut by twist executed to preform or hot waveguide structure on during withdrawal. プリフォーム1105は、金属粉末または他の導電コーティング(金属スート及びこれに類似するもの)を使用して、一般的な真空蒸着法またはファイバ加工分野において一般的な他の方法により被覆される。 The preform 1105 may use a metal powder or other conductive coating (metal soot and this shall be similar), it is covered by other common methods in general vacuum deposition method or a fiber processing field. 次にプリフォーム1105の部分1115にはヘリカル・カット1110が、好適にはプリフォームの回転及び木摺打ち実装のすりこぎ運動によって、もしくは固定的な木摺打ち実装に対するプリフォームのすりこぎ運動(すりこぎ運動はY軸を進む)によって行われる。 Next helical cut 1110 in a portion 1115 of the preform 1105, preferably by precession rotation and lathing beating implementation of the preform, or precession of the preform relative to fixed wooden sliding striking implement ( precession is performed by advances in the Y-axis). プリフォームは次に引抜きにより導波構造体1120に製造され、材料がそのガラス質温度を超えている間に第1のヨーク1125及び第2のヨーク1130を使用して捻られる。 The preform is then produced in the waveguide structure 1120 by drawing, twisted using a first yoke 1125 and the second yoke 1130 while the material is greater than its vitreous temperature. よって、捻りは冷却後も持続し、封じ込め用のジャケット材は不要である。 Therefore, twisting even persists after cooling, jacket material for containment is not required. 本好適な実施形態では、これらのヨークは単位長さ当たりの捻りの数を増やすために反対向きに捻れた構造体である。 In the preferred embodiment, the yokes are structure twisted in opposite directions to increase the number of twist per unit length. その結果、導電材料製のコイルフォームが導波管1130の表面上に外側のクラッディング層として配置される。 As a result, a conductive material made of a coil form is arranged as an outer cladding layer on a surface of the waveguide 1130. このプロセスにより、捻りによって厚さが増大された導電層を有する渦巻形またはヘリカル・リッジが形成され、捻りは、プリフォームにおけるヘリカル・カットに対する捻りを介する沈み込みによって分離される。 This process is formed spiral or helical ridges having a conductive layer thickness is increased by the twist, twist are separated by subduction through twisting for helical cutting of preforms.

グラスファイバの表面にヘリカル・トラック導波管を加工する方法を開示している米国特許第3,976,356号を参照すると、プリフォームにヘリカル・カットが製造され、そのスロットに構成材料の異なる別のプリフォームが挿入され、次いで結合されたプリフォームが引き抜かれ、ファイバとして捻られる。 Referring to U.S. Patent No. 3,976,356 which discloses a method of processing a helical track waveguides on the surface of the glass fiber, the helical cut is produced in the preform different constituent materials in the slot another preform is inserted and then bonded preform is drawn, twisted as fiber.

ヘリカル・トラックでカットされる被覆プリフォームの代替例の一つは、便宜的なヘリカル・カットなしで捻られる部分的被覆のプリフォームである。 One alternative of coating the preform is cut in the helical track, a preform partial coating is twisted without convenient helical cut. 即ちこれは、ファイバの軸に平行な導電材料ストリップ(シリカの熱で焼鈍された金属粉末またはプリフォーム上で焼結されたスート)で被覆され、これは、プリフォームが捻られかつ引き抜かれるファイバが熱いうちに捻られた後、コアの周りに導電材料の別個の渦巻を形成される。 That which is coated with a parallel conductive material strips to the axis of the fiber (heat sintered soot on annealed metal powder or preform of silica), which fiber preform is twisted and pulled after being twisted while hot, it is formed a separate spiral of conductive material around the core.

図12は、スーパーフィシャル・ヘリカル・カットのない、一部が導電式に被覆されるプリフォームを含む、図38に示すシステムの第2の特殊インプリメンテーションの略図である。 12, no superficial helical cut, partially includes a preform is coated with the conductive type, a schematic representation of a second special implementation of the system shown in FIG. 38. この第2の例は、図11に示すようなヘリカル・トラックでカットされる被覆プリフォームの代替例である。 The second example is an alternative to coating the preform is cut in the helical tracks as shown in FIG. 11. この第2の実施形態は、便宜的なヘリカル・カットなしに捻られて(矢印1205で示す)Y軸方向へすりこぎ運動される部分的に被覆されたプリフォーム1200を含む。 The second embodiment includes a convenient is twisted without helical cuts (indicated by arrows 1205) preform 1200 that is partially coated to be precessing the Y-axis direction. コーティングの幾分かはツールによって除去され、導波構造体の周りを包む導電性のヘリカル・ストリップが残される。 Some of the coating is removed by the tool, a conductive helical strip wrapped around the waveguide structure is left. プリフォーム1200は次に引抜きにより導波構造体1210に製造され、材料がそのガラス質温度を超えている間に第1のヨーク1215及び第2のヨーク1220を使用して捻られる。 The preform 1200 is then produced in the waveguide structure 1210 by drawing, twisted using a first yoke 1215 and the second yoke 1220 while the material is greater than its vitreous temperature. よって、捻りは冷却後も持続し、封じ込め用のジャケット材は不要である。 Therefore, twisting even persists after cooling, jacket material for containment is not required. 本好適な実施形態では、これらのヨークは、単位長さ当たりの捻りの数を増やすための反対向きに捻れた構造体である。 In the preferred embodiment, the yokes is a structure twisted in the opposite direction to increase the number of twist per unit length. その結果、導電材料製のコイルフォームが導波管1210の表面上に外側のクラッディング層として配置される。 As a result, a conductive material made of a coil form is arranged as an outer cladding layer on a surface of the waveguide 1210. 導波管1210の捻り及びヘリカル・ストリップの長手方向の圧縮は、所望される導電性のコイルフォーム構造体を形成する。 Longitudinal compression of the torsion and helical strip waveguide 1210 forms a desired conductive coil foam structure.

この代替例の変形は、金属粉末によるプリフォームの精密コーティングであり、粉末の渦巻縞を「塗布」することによって実装される。 Variant of this alternative is the precision coating of the preform with a metal powder, a spiral pattern of powder is implemented by "coating". 次にこれは、加熱されたプリフォームの熱によってプリフォーム上へ焼鈍される。 This in turn is annealed onto the preform by the heat of the heated preform. 或いは、表面全体を均一にコーティングされているプリフォームは、焼鈍の開始に伴って粉末内で薄線を「カット」され、材料の除去によって渦巻を形成させてもよい。 Alternatively, the preform being uniformly coat the entire surface is "cut" the thin line in with the start of the annealing the powder, may be formed a spiral by removal of material. この自動渦巻は、プリフォームをその軸を中心にして回転させ、同時にこれを精密粉末噴射ノズルに対して平行移動させることにより達成される。 The automatic vortex, the preform is rotated around its axis, it is achieved by moving parallel to a precision powder injection nozzle this time. 何れの場合も、プリフォームの周りの焼鈍された粉末渦巻は、ファイバがそれから引き抜かれるにつれて持続される。 In either case, the annealed powder spiral around the preform is sustained as the fiber is drawn therefrom. ファイバの長さ当たりの「巻」数は、概して、プリフォーム自体が捻られる場合ほど多くならない。 Number "winding" per unit length of the fiber is generally not great as when the preform itself is twisted.

さらに、フォトニック結晶ファイバの製造において知られる加工プロセスの場合のように、中実またはキャピラリ・ガラスは、内側のクラッディング及びコアまたはコアのみを囲んで結合されてもよい。 Furthermore, as in the case of the machining process known in the production of photonic crystal fiber, the solid or capillary glass may be combined surround only the inner cladding and core or core. これらの複数の薄いロッドまたはキャピラリ・ガラスは(本発明の本好適な実施形態のこの特徴を有する本製造方法のPCF変形の場合は、本明細書の何れかの場所における開示をさらに参照されたい)、導電ストリップ・バージョンに関して記述したように事前に金属化され、よって温度が適正である場合のプリフォームの捻りまたは引抜きにおいて、包囲するこれらの複数の薄いファイバはコアの回りのコイルフォームとして共に捻れる。 These multiple thin rods or capillary glass (for PCF variant of the manufacturing method having the features of the preferred embodiments of the present invention should disclose further references in any of the places in the specification ), are pre-metallized as described for the conductive strip version, therefore the twisting or drawing of the preform when the temperature is proper, thin fibers of the plurality of surrounding together as around the coil form core twist.

図13は、プリフォーム1305内/上へ埋め込まれる/付加される導電エレメント1300を含む、図38に示すシステムの第3の特殊インプリメンテーションの略図である。 Figure 13 includes a conductive element 1300 which is embedded is / added to the preform 1305 in / on a schematic representation of a third special implementation of the system shown in FIG. 38. この第3の実施形態は、長手方向に伸びるプレコイルフォーム構造体1310を生成すべく、プリフォームの回転及びY軸に沿った(図52に描いたように引抜きタワーにおける下向き)すりこぎ運動に伴ってプリフォーム1305内に埋め込まれ、またはプリフォーム1305内に配置される導電エレメント(例えば、ワイヤ、導電ポリマ及びこれらに類似するもの)1300を提供する。 The third embodiment, to produce a pre-coil former structures 1310 extending in the longitudinal direction, along the rotation and Y-axis of the preform in precession (downward in drawing tower as depicted in FIG. 52) with embedded in the preform 1305, or conductive elements disposed within the preform 1305 (e.g., a wire, a conductive polymer and those similar thereto) to provide 1300. 導電エレメント1300は、プリフォーム1305内へ供給されるか、プリフォーム1305上へ重ねられるか、そうでなければプリフォーム1305に関連して配置される。 Conductive element 1300, or is supplied to the preform 1305, or superimposed onto preform 1305 is positioned relative to the preform 1305 otherwise. 導電エレメント1310を含むプリフォーム1305の回転(及びY軸沿いの必要な任意のすりこぎ運動)は、引抜きに先行してプリフォーム1305内に最初のヘリカル構造体を生成する。 Rotation of the preform 1305 including a conductive element 1310 (and the necessary any precession along Y axis), prior to withdrawal to generate a first helical structure in the preform 1305. プリフォーム1305は次に引抜きにより導波構造体1315に製造され、材料がそのガラス質温度を超えている間に第1のヨーク1320及び第2のヨーク1325を使用して捻られる。 The preform 1305 is then produced in the waveguide structure 1315 by drawing, twisted using a first yoke 1320 and the second yoke 1325 while the material is greater than its vitreous temperature. よって、捻りは冷却後も持続し、封じ込め用のジャケット材は不要である。 Therefore, twisting even persists after cooling, jacket material for containment is not required. 本好適な実施形態では、これらのヨークは、単位長さ当たりの捻りの数を増やすための反対向きに捻れた構造体である。 In the preferred embodiment, the yokes is a structure twisted in the opposite direction to increase the number of twist per unit length. その結果、導電材料製のコイルフォームが導波管1315内に、もしくは導波管1315の表面上に配置される。 As a result, a conductive material made of a coil form in the waveguide 1315, or is located on a surface of the waveguide 1315. 導波管1315の捻り及び導電性ヘリカル・エレメントの長手方向の圧縮は、所望される導電性のコイルフォーム構造体を形成する。 Longitudinal compression of the torsion and conductive helical elements of the waveguide 1315 forms a desired conductive coil foam structure.

プリフォームの内側のクラッディングと外側のクラッディングの間には、適切な厚さのワイヤが埋め込まれる。 Between the inner cladding and outer cladding of the preform, wire of suitable thickness it is embedded. これが、後に化学的に溶解される可能性のあるガラスで構成されることは好適ではない。 This, is not suitable to be constituted by a possible glass to be chemically dissolved after. 米国特許第6,431,935号を参照すると、製造後のファイバに対し、導電エレメント(この場合は、真っ直ぐなワイヤ)を露出して接触させるために湿式溶解プロセスを使用しなければならないことは、開示された方法における欠点である。 Referring to U.S. Patent No. 6,431,935, to fiber after fabrication, the conductive elements (in this case, straight wire) must be used to wet the dissolution process in order to contact exposed in a drawback in the disclosed methods. このプロセスはより高コストであって制御はより困難であり、可溶性のガラス層が溶解した後のワイヤのファイバへの接着強度に問題を生じさせる。 This process is a controlled is more difficult and more costly, cause problems in the bond strength of the wire fiber after the glass layer of soluble dissolved.

この他に、「ゲルマノシリケート・ファイバにおけるUV励起式ポーリング及び電気的に調整可能なブラッグ・グレーティング」と題する論文においてフジワラ外により開示されているようなものを含む調整可能なグレーティング・アプリケーションにおける電極として機能する埋込みワイヤを含む、ファイバ内に埋め込まれるワイヤのインプリメンテーションが知られている。 In addition, electrodes in adjustable grating applications including those disclosed by outside Fujiwara in an article entitled "UV-excited poling and electrically adjustable Bragg grating in germanosilicate fiber" containing the embedded wires that function as is known implementation of wire embedded in the fiber. このバージョンでは、プリフォーム内に穴が残されて引抜き後も留まり、よってファイバ内にワイヤが挿入されてもよい。 In this version, the holes are left in the preform also remain after withdrawal, thus the wire may be inserted into the fiber.

プリフォームは、次にファイバの引抜きに伴って回転され、コアの周りに捻りが生じる。 The preform is then rotated with the withdrawal of the fiber, twist is generated around the core. ワイヤは捻りによって運ばれ、渦巻が形成される。 Wires carried by twisting, spiral is formed. 捻りの締まり具合に依存して、実際の巻線に影響が出る可能性がある。 Depending on the tightness of the twist, there can affect the actual winding. しかしながら、反復するストリップ内にファイバの軸に対して直角に配置される導電材料の必要な連続トラックは達成される。 However, continuous track necessary conductive material disposed at right angles to the axis of the fiber in the strip iterations is achieved.

「埋込みワイヤ」アプローチによるこの変形例においては、外側のガラス・クラッディングが可溶性ガラスである必要はなく、ファイバ減衰器セグメントの両端には巻線との電気接点が供給されてもよい。 In this modification by "buried wire" approach, it is not necessary glass cladding of outer is soluble glass, electrical contact between the winding at both ends of the fiber attenuator segment may be supplied.

必須の回路エレメントを完成させる「内側の」(クラッディング/被覆)層と外側の層との接点は、下記の通りである。 Required "inner" to complete the circuit elements of the contact with (cladding / coating) layer and outer layer is as follows.

但し、この場合、及び結局のところコイルフォームは内側のエレメントである他の全ての場合、接点はマルチ−クラッディング/被覆ファイバで製造される。 However, in this case, and after all the coil form when all other is an inner element, contacts a multi - it is produced in the cladding / coating fiber. ファイバ構造体における微小構造空気穴を形成する既知の方法は市販されていて、この場合、これはファイバの軸に対して垂直に形成され、かつ薄い素線内では分離して次の(内側の)クラッディングを空気に暴露させるように構成される薄い外側のクラッディングを有するファイバの加熱において形成される。 Known methods for forming a microstructure air holes in the fiber structure are commercially available, in this case, which is formed perpendicularly to the axis of the fiber, and then separated by a thin wire in the next (inner the) cladding is formed in the heating of the fiber having a thin outer cladding configured to be exposed to air. 商業的に開示されている方法を反映している米国特許第6,654,522号(Lucent Technologies)を参照すること。 Commercially disclosed U.S. reflects how are Patent No. 6,654,522 (Lucent Technologies) Refer to the.

新規方法では、プリフォーム段階でクラッディング内に既に存在している毛管空気穴が、後にクラッディングの薄さに起因して、短いが十分な強度の加熱及び短いが強力な延伸によって崩壊し、このような崩壊により次のクラッディング層が卵形の穴に暴露される。 The new method, capillary air holes that are already present in the cladding at the preform stage, due to the thinness of the cladding after short but collapsed by heating and short but strong stretching sufficient strength, such subsequent cladding layer is exposed in a hole of oval by decay. 温度、加熱時間及びこのクラッディングの組成は、内側の構造に実質的な影響が及ばないように選定されなければならない。 Temperature, heating time and composition of the cladding, must be chosen so as not reach substantial effect on the inside of the structure.

このようなプロセスにおいては、この場合はコイルフォームを含む次の層はクラッディングによりその面積の大部分を保護されるが、微小構造の卵形の穴のあるポイントで空気に曝される。 In such a process, but this next layer including the coil form if is protected most of its area by cladding, exposed to air at the point where a hole of oval microstructure. 他に、コーティングであれクラッディングであれ、実質的に被覆されているが有孔である層の適用方法が技術上周知である。 Alternatively, any cladding long as the coating is substantially applied methods have been coated a porous layer is well known in the art. これらの方法は、本発明の本好適な実施形態において効果的に実装されることが可能である。 These methods can be effectively implemented in the preferred embodiment of the present invention.

このように処理された物質が、次に導電性の液体ポリマ・ゾルによりバンド状、スポット状に、または円筒としてのファイバの増分の上に被覆されて硬化すると、導電ポリマがコイルフォーム層まで浸透した接点が形成される。 The thus treated material is then conductive band-like by the liquid polymer sol, in a spot shape, or when cured is coated on the increment of fiber as a cylinder, a conductive polymer until the coil foam layer penetration contact who is formed.

図14は、導波管チャネルの周囲にエピタキシャルに巻かれる薄膜1400を含む、図38に示すシステムの第4の特殊インプリメンテーションの略図である。 Figure 14 includes a thin film 1400 is wound epitaxial around the waveguide channel, which is a schematic diagram of a fourth special implementation of the system shown in FIG. 38. 導波管またはプリフォームの周りにコイルフォームを達成するこの好適な方法においては(図14に関する他の論述において、導波管は、文脈によりそうでないことが明示されない限り導波管及びプリフォームの双方を指すものとする)、コイルを生成する導電パターンは膜上に形成される(導電エレメントは正確な縮尺ではなく、適用後に所望されるコイルフォーム構造を製造すべく適合化される)。 In this preferred method of achieving coil form around a waveguide or preform (in other discussion of FIG. 14, the waveguide, the waveguide and the preform unless expressly is not likely on the context is intended to refer to both), a conductive pattern to generate a coil is not in the (conductive elements formed on the film scale is adapted so as to produce a coil former structure desired after application). 薄膜1400は導波管の周りにプリントされたストリップまたはテープとしてエピタキシャルに巻かれて接着され、本好適な実施形態では、導電性の「ライン」が導波管に接触する。 Film 1400 is adhered is wound epitaxially as a printed strip or tape around the waveguide, in this preferred embodiment, "line" of the conductive contacts to the waveguide. 連続する長手方向ラッピング間の間隙は、薄膜のラッピングを示すために誇張されている。 Gap between longitudinally wrapping successive has been exaggerated to show the wrapping of the thin film.

II. II. 複数層の巻線を達成するために導電パターンがプリントされた薄膜でエピタキシャルにラッピングされるファイバ。 Fiber a conductive pattern is wrapping epitaxially printed film in order to achieve the windings of a plurality of layers. ファイバの周りにコイルフォームを達成するこの好適な方法においては、薄膜はプリントされたストリップまたはテープとしてファイバの周りにエピタキシャルに巻かれ、接着される。 In this preferred method of achieving coil form around the fiber, a thin film is wound epitaxial around the fiber as a printed strip or tape, is adhered.

ポリマ薄膜は、ナノ粒子(バージニア州ブラックスガーグ所在のNanosonic社から市販されている)の静電的自己集合(ESA)または技術上周知の標準的なポリマ製造方法の何れかによって形成されて後述のようにプリントされ、次に成形台からエピタキシャル・リフトオフにより、または他の便利な標準方法により除去される。 Polymer films, later formed by any of the electrostatic self-assembly (ESA) or known in the art standard polymer production method of nanoparticles (available from Nanosonic Inc. Virginia Blacksburg Garg USA) It is printed as, by then epitaxial liftoff from forming table, or removed by other convenient standard methods. もしくは、形成されてスピンドル上に乗せられ、次いで張力下で展開され、エレメントはプリントまたは蒸着され、後述のように他の方法で加工される。 Or, put on the spindle is formed, and then is deployed under tension, the element is printed or deposited and processed in other ways as described below.

薄膜はまず、膜のエッジに対して、かつ最終的には薄膜が後に巻かれるファイバの軸に対して直角に配置される導電的に接続された一連の平行な線でインプリントされる、または静電的に形成される(Nanosonic参照)。 Thin film first, the edge of the film, and ultimately it will be imprinted in a series of parallel lines which are conductively connected to which are arranged at right angles to the axis of the fiber is wound after the thin film, or electrostatically formed (see Nanosonic). 蒸着される構造体としては、ラッピングを可能にする導電ポリマまたはナノインクによるプリント材が好適である。 The structure to be deposited, printed material by conductive polymer or nanoink enables lapping is preferred. 薄膜が、確立された任意の半導体パターニング方法によって、またはディップペン・ナノリソグラフィ等のより新しい方法によって導電パターンをインプリントされる、もしくは蒸着されると、薄膜のプリント面上に介在的な第2の層がエピタキシャルに追加または蒸着される。 Thin film, by any semiconductor patterning method established, or are imprinted conductive pattern by newer methods such as dip-pen nanolithography, or when it is deposited, interventional a second on the print surface of the film layers are added or deposited epitaxially. このような第2の層は、薄膜自体がそうであるように、電気絶縁値が適切であり、その上透磁率も適切である。 The second layer, as the thin film itself is the case, an electrically insulating value is appropriate that UeToru permeability also suitable. 従って、この2つの薄膜層または膜及びコーティングは、二枚重ねの構造体を形成する。 Thus, the two thin layers or films and coatings to form the structure of the two-ply.

このような膜は、大規模なバッチランで製造され、プリント後にロールに巻き上げられてもよい。 Such films are produced in large batch runs, it may be rolled up after printing. 次に、これらがファイバ上へ巻かれる段になると、ファイバは徐々に巻き戻され、一方でフィルムストリップはスプール上でファイバの隣のアーマチュア内に保持される。 Then, they becomes a stage being wound onto the fiber, the fiber is gradually unwound, while the filmstrip is retained in the armature next to the fiber on the spool. エピタキシャルな巻上げのための接着剤は、エアゾールまたは液体もしくは活性化された乾性材料である一般的方法によって塗布され、膜の前縁は、裏層を接触側にしてアーマチュアの動きによりファイバへ接着される。 Adhesives for epitaxial winding is applied by conventional methods is an aerosol or a liquid or activated dry material, the leading edge of the film is adhered to the fiber by the movement of the armature to the backing layer in contact with the side that.

薄膜の外側から内側へ選択された導電ポイントを供給するために、膜は、導電パターンのプリントまたは蒸着に先立って、マスクエッチング、レーザ、空気圧開孔または他の技術上周知の方法により達成されるマイクロパーフォレーションによって選択的に穿孔されてもよい。 In order to supply the conductive points selected from the outside to the inside of the thin film, the film, prior to printing or deposition of the conductive pattern is achieved masked etching, laser, by methods well known on the pneumatic apertures or other techniques it may be selectively perforated by micro perforation. 従って、導電材料が蒸着されると、適切なサイズの穿孔を有するこれらの領域では、穿孔を介して導電材料へ選択的にアクセスする、または接触することができる。 Therefore, when the conductive material is deposited in these regions with perforations of the appropriate size, can be selectively accessed, or contact through the perforations to the conductive material. 穿孔は円形である場合もあれば、線、四角及びさらに複雑な形状及び形状寸法の組合わせを含む他のジオメトリを有する場合もある。 Perforations either be the circle, a line may also have other geometries, including a combination of a square and more complex shapes and geometries.

任意選択として、フィルムストリップはその前縁が短距離に渡って僅かに広く、よってファイバへの巻付け後、この余分な幅はタブとして機能し、巻上げられたフィルムによって形成される巻上げ構造体の最深層へ接触しやすくなるように「上側」へ折り畳まれてもよい。 Optionally, the filmstrip is slightly wider over the front edge a short distance, thus after winding into the fiber, this extra width acts as a tab, the winding structure formed by winding formed film it may be folded to as "upper" is likely to contact to the deepest layer.

次に、ファイバは回転されて効果的にフィルムストリップがスプールから引き抜かれるか、好適にはスプール自体が、ファイバの周りを回転するカム駆動スピンドル上へ取り付けられ、フィルムストリップがファイバの周りへ効果的に巻き上げられる。 Next, whether the fiber is rotated effectively filmstrip is withdrawn from the spool, preferably a spool itself is mounted on a cam drive spindle that rotates around the fiber, effective to around filmstrip fiber It rolled up.

この方法により、電気的巻上げパターンの複数の薄膜層は、最終的な集積デバイスの直径を著しく増大させることなくファイバの周りへ巻かれることが可能である。 In this way, a plurality of thin film layers of the electrical winding pattern may be rolled into around without fiber be final significantly increase the diameter of the integrated device. 結果として得られる構造体は、所定の長さ「d」(先の式1参照)のファイバ成分による1回巻きだけでなく、ファイバの周りに繰り返しx回も巻かれ、x本の金属コイルに相当するものがファイバの周りに「d」に渡って同様に巻かれた極薄かつ厳密な間隔を有する導電バンドである。 The resulting structure is not only one-turn by fiber component of a predetermined length "d" (see above equation 1), x iterations around the fiber also wound, the x of metal coil those corresponding to is a conductive band with an ultra-thin and precise spacing wound similarly over the "d" around the fiber.

選択された穿孔エリアにはコイルフォームのための優れた電気接触ポイントを発見することができ、よって巻上げセクションの「最深部」は、穿孔から外層へ至る「クリア」な(複数のラッピング層による巻上げの重なりがない)コンジットを有する。 The selected perforated area can be found excellent electrical contact point for the coil form, "deepest" of thus winding section, winding by the "clear" a (plurality of wrapping layers leading to the outer layer from the perforation with the overlap there is no) conduit. よって、導電性の液体ポリマ溶液が穿孔領域上の底部へ加えられると、導電溶液は浸透して最も内側の層に接触する。 Thus, conductive liquid polymer solution when added to the bottom of the perforated region, the conductive solution in contact with the innermost layer to penetrate. UV硬化の発生時点で、この接触構造体は凝固する。 They occur in UV curing, this contact structure solidifies.

任意選択として、一方の縁で折り上げられるフィルムの「タブ」は、巻上げの始点である薄膜テープの最も内側の部分(図14ではファイバ・エレメントの入力端において示される)、及びファイバ・エレメントの出力端における巻上げフィルム及び薄膜上へプリントされる最終的な導電ストリップの終端への接触ポイントを供給する。 Optionally, "tab" of the film be raised folded at one edge of the innermost thin tape which is the starting point of the winding portion (in FIG. 14 is shown at the input end of the fiber element), and the fiber element supplying contact point to the end of the final conductive strips are printed to the film winding and thin film at the output end.

任意の代替方法によって形成される回路に関しては、電流はタブにおいて、または穿孔深度の接点を介して薄膜コイルフォームへ流れ、底層上の、かつファイバの周りへラッピングされる薄膜テープの全長に渡って近接してプリントされる複数の平行な導電ラインへ分散される。 For the circuit formed by any alternative methods, the current in the tab, or via the contact of the drilling depth flows to the thin film coil form, on the bottom layer, and over the entire length of the thin film tape is lapped to around fiber proximity to the plurality of parallel conductive lines to be printed are distributed. 電流は、薄膜テープが巻かれる同じ回数だけファイバの周りを回り、最終的に、図に示すように、ファイバ成分の「頂」端または出力端に近い、薄膜テープの最外端上の接触ポイントにおいてこの薄膜コイルフォーム構造体を出る。 Current, the same number of times in which a thin film tape is wound around the circumference of the fiber, finally, as shown in FIG, close to "top" end or output end of the fiber component, the contact point on the outermost edge of the thin film tape leaving the thin film coil foam structure at.

この方法の変形は、カム駆動巻上げスピンドルのすりこぎ運動、またはファイバをスプールから張力で保持するアーマチュアのすりこぎ運動によって達成されるファイバの周りに、テープ自体を渦巻状に巻くというものである。 A variant of this method, around the fiber to be achieved by the precession of the armature to be held in tension precession spindle winding cam drive, or a fiber from the spool, is that wind the tape itself spirally. 適切にラッピングされた複数の層からはより大きい場の強さが失われるが、テープの複数層による厚さは低減される。 Although from a suitably lapped more layers strength of greater field is lost, the thickness of multiple layers of tape is reduced.

本発明の実施形態への、さらには本発明分野以外のより広範なアプリケーションへのこの新規方法による追加のユーティリティを所与とすれば、薄膜の層を介して他の電子デバイスをも製造し得ることは明らかであるべきである。 To embodiments of the present invention, furthermore if the additional utility of this novel method to broader application than the present invention and field of a given, may be produced also with other electronic devices through the layer of thin film it should be apparent.

III. III. コイルフォームを製造するためのディップペン・ナノリソグラフィによるファイバ上へのプリント。 Printing onto the fiber by dip-pen nanolithography for manufacturing coil form. 図15は、ディップペン・ナノリソグラフィを使用するコイルフォーム1500の導波管チャネル上への配置を含む、図38に示すシステムの第5の特殊インプリメンテーションの略図である。 15 includes the placement of the coil former 1500 of waveguide on channels using dip-pen nanolithography, a schematic representation of a fifth special implementation of the system shown in FIG. 38. この好適な方法は、米国の企業(NanoInk社)から市販されているような、確立されたディップペン・ナノリソグラフィ・プロセスの新規アプリケーションである。 The preferred method, such as is commercially available from the US company (Nanolnk Inc.), is a novel application of established dip-pen nanolithography process. 本発明のこの好適な実施形態によれば、ナノチューブ・ナノリソグラフィ・デバイスを使用して、巻上げ構造体がバルク・ファイバ上へステレオ−リソグラフィ式にプリントされる。 According to this preferred embodiment of the present invention, by using a nanotube nanolithography device, winding structure stereo onto the bulk fiber - are printed lithographically. ナノリソグラフィ・デバイスは安定したプラットフォーム上に取り付けられ、ファイバ(及び必要であればスプール)は、回転してファイバをディップペン・ナノリソグラフィ・デバイスを介してすりこぎ運動させるスピンドル装置上へ取り付けられる。 Nanolithography device is mounted on a stable platform, fiber (spools if and necessary) is attached to the rotation to fiber onto a spindle device for precessing via dip-pen nanolithography device. 市販の機械加工システムにより制御される精確なすりこぎ運動及び回転は、ワイヤ状の巻上げ構造体の精確な製造を保証する。 Precise precession and rotation controlled by commercial machining system ensures precise manufacture of wire-like winding structure. NanoInk社が市販している機器は、超精密である可能性のある構造体を製造する。 Equipment NanoInk marketed by the company produces a structure that might be ultra-precision. 市販されているディップペン・ナノリソグラフィのこの新規アプリケーションが本発明の実施形態への追加ユーティリティを有することは、明らかであるべきである。 That this novel application of the dip-pen nanolithography, which are commercially available have additional utility to the embodiment of the present invention should be apparent. 周期的な間隙1505は、連続性の導波管を、各々が十分に機能的なコイルフォーム構造体を備える導波管セグメントに割ることを見込んだものである。 Periodic gaps 1505, the continuity of the waveguide, each is intended to anticipation of dividing the fully functional waveguide segment comprises a coil foam structure. 間隙1505は必ずしも正確な縮尺ではなく、先に開示したように、及び援用した特許出願にも開示されているように、多数の均一かつ完全に独立した導波成分を形成すべくこの空間には追加の導波管内構造体が統合されてもよい。 Gap 1505 are not necessarily to scale, as previously disclosed, and as disclosed in the incorporated patent application, to form a large number of uniformly and completely independent waveguide component to this space additional waveguide structure may be integrated. さらに、コイルフォーム1500は代表的なものであり、コイルカウント、密度、材質及び他の組成物の特有のパラメータは任意の特有のインプリメンテーションによって決定される。 Further, the coil form 1500 are exemplary, the coil count, density, specific parameters of the material and the other composition is determined by any specific implementation. 本明細書において論じているように、インプリメンテーションによっては、離散コイルフォーム構造体はガウスの円柱(例えば、完全導電式に被覆/金属化された導波管部分)としては必要がなく、コイルフォームとして使用できるものがある。 As discussed herein, depending on the implementation, the discrete coil foam structure without the need as a Gaussian cylindrical (e.g., coated / metallized waveguide section completely conductive type), a coil there are things that can be used as a form.

IV. IV. 被覆/ドープ・グラスファイバ(或いは、導電ポリマ、金属で被覆された、または被覆されない、もしくは金属製のワイヤ)による巻上げ。 Coated / doped glass fiber (or conductive polymer, coated with a metal or uncoated, or metal wire) winding due. 図16は、ラッピング手順を使用する導電エレメントの導波管チャネル上への配置を含む、図38に示すシステムの第6の特殊インプリメンテーションの略図である。 16 includes the placement of the conductive elements of the waveguide on a channel that uses the lapping procedure, a schematic representation of a sixth special implementation of the system shown in FIG. 38. この好適な方法においては、全導波管巻上げ構造体も実現される。 In this preferred method, it is realized Zenshirubeha tube winding structure. 例えば、導波管が光ファイバである場合、本明細書において特定されているような一次導波チャネルを製造する一次光ファイバ引抜きタワー(図52に示す)は、製造プロセスにおいて曲がりくねったファイバを引き抜く第2のグラスファイバ引抜きタワー(同じく図52に示すタイプ)と結合される。 For example, if the waveguide is an optical fiber, a primary optical fiber drawing tower to produce a primary waveguide channel as identified herein (FIG. 52) is pulled out tortuous in the manufacturing process the fiber the second glass fiber drawing tower is combined with the (same type shown in FIG. 52).

この好適な方法においては、全ファイバ巻上げ構造体も実現される。 In this preferred method, the entire fiber winding structure is also realized. 本明細書において特定されているような一次導波光チャネルファイバを製造する一次光ファイバ引抜きタワーは、製造プロセスにおいて曲がりくねったファイバを引き抜く第2のグラスファイバ引抜きタワーと結合される。 Primary optical fiber drawing tower to produce a first derivative wave optical channel fibers, such as specified herein, is combined with a second glass fiber drawing tower pulling the winding in the manufacturing process the fiber. 第2の引抜きタワーから引張られる被覆された(または被覆されてドープされた)グラスファイバのホットフィラメントであって、コアとクラッディングを含む一次光導波管ファイバより直径が実質的に小さいホットフィラメントは、一次引抜きタワーから引張られている高温の一次光ファイバの周りに巻かれる。 A hot filament which coated (or coated with doped) glass fibers are pulled from the second drawing tower, substantially less hot filament than the diameter primary optical waveguide fiber comprising a core and cladding , it is wrapped around the primary optical fiber hot being pulled from the primary drawing tower. 二次の曲がりくねったファイバのためのプリフォームは、標準的なファイバ製造方法を使用して金属粉末またはスートで被覆され(もしくは被覆されて導電性のドーパントでドープされ)、次いで引き抜かれる。 Preform for secondary serpentine fiber is coated with metal powder or soot (or coated doped with conductive dopant) using standard fiber manufacture method, and then withdrawn.

シリカの熱接着により二次ファイバの高温の端が一次ファイバへ接着されると、一次ファイバ製造装置は、二次ファイバが一次ファイバの周りへ密な巻上げを形成するように回転される。 When the hot end of the secondary fibers by thermal bonding of the silica is bonded to the primary fiber, primary fiber manufacturing apparatus is rotated so that the secondary fibers to form a tight winding to around the primary fiber. 双方のファイバが十分に高温である間に行う巻上げは、単一の新規全ファイバ構造体による光導波管ファイバの周りの導電巻上げの実装を可能にする。 Hoist performed between two fiber is sufficiently high temperature, allows the conductive winding mount about the optical waveguide fiber with a single new all-fiber structure. 長いバッチランは、後の最終スイッチ・マトリクスへの組立て用に準備された大量の巻上げファイバをもたらす。 Long batch runs results in a large number of winding fiber that has been prepared for the assembly of the final switch matrix after.

或いは、金属粉末またはスートによるコーティング及びプリフォームの加熱における焼鈍及びファイバの引抜きによってさらに金属化されてもよい導電ポリマ・フィラメントは、光導波管ファイバの周りへ巻き上げられ、光導波管上へ被覆される接着剤を使用して接着されてもよい。 Alternatively, metal powder or better conductive polymer filaments be metallized by withdrawal of annealing and fiber in the heating of the coating and preform by soot, rolled up to around the optical waveguide fiber, it is coated onto the optical waveguide it may be adhered using an adhesive that. ポリマ・フィラメントは、極小直径で製造されてもよく、効果的なヤング率を有してもよい。 Polymer filaments may be manufactured in very small diameters, it may have an effective Young's modulus. 同様に、光ファイバの周りには金属ワイヤが巻かれる場合もある。 Similarly, around the optical fiber is sometimes metal wire is wound. この場合、導電性は高まるが、ワイヤ径及びフレキシブルさの面でより大きい制約がある。 In this case, the conductivity increases, but there is a greater limitation in terms of wire diameter and flexibilities.

V. V. I乃至IVの組合わせ。 The combination of I to IV. コイルフォームまたはコイルを一体のファイバ成分として組み込む方法の範囲は互いに相容れないものではなく、所望されるレベルの性能を達成すべく組み合わせて使用され得ることは明らかであるべきである。 Range of methods of incorporating a coil former or coil as an integrated fiber components are not mutually exclusive, it should be apparent that may be used in combination to achieve the desired level of performance. 一般に、ドーパントと、本明細書を通じて開示されている、または参照されているファイバ製造関連のプロセスとの組合わせに関しては、単一のプロセスに複数のドーパントを導入する同時ドーピング法が好適である。 Generally, a dopant, for combination with the disclosed or the referenced fiber manufacturing related processes, throughout the specification, the simultaneous doping method for introducing a plurality of dopants in a single process is preferred. 但し、例えばMCVD(内付け化学気相蒸着法)は、要件によっては例えばSOD(溶液ドーピング)ほど適切でない可能性があり、よってドーピングは異なる連続プロセスによって達成されてもよい。 However, for example, MCVD (inner with chemical vapor deposition), depending the requirements may not be appropriate as for example SOD (solution doping), thus doping may be accomplished by different continuous process.

VI. VI. ファイバ製造のバルクランでコイルフォーム構造体間に間隙を許容するための周期的な捻り、ラッピング、プリント及びこれらに類似するもの。 Periodic twisting to permit a gap between the coils foam structure at Barukuran fiber production, wrapping, print and those similar thereto. よって、ファイバ・セグメントを割る際に、ファイバの「ヘッド」と「テール」はコイルフォームなしで留まる。 Therefore, when dividing the fiber segment, "tail" and "head" of the fiber remains without a coil form. コイルフォームの捻り、ラッピング、プリント、他は周期的であってもよい。 Twisting of the coil form, wrapping, printing, others may be periodic. 例えば、本明細書に開示されている変形例に従ってファイバが引き抜かれ、捻られるにつれて、捻りは正確なファイバ長さに渡って実行されて停まるが、引抜きタワー内ではファイバは間隙が所望される長さに達するまで引き続き引き抜かれ、次いで再び捻りが開始される。 For example, the fiber is withdrawn in accordance with modified examples disclosed herein, as it is twisted, twisting round stop is performed over the exact fiber length, the fiber gap is desired in the drawing tower withdrawn subsequently to reach a length, then it started twisting again. 次に、捻られなかった導電材料は入力及び出力の接点を提供する(本明細書において別記開示されているクラッディング間及びクラッディング内接触方法参照)。 Next, a conductive material which has not been twisted will provide contact of input and output (see the contact method cladding between and cladding are elsewhere disclosed herein). 従って、(同じく本明細書において別記開示されているような)トランジスタ構造体を含む、ファイバ内に一体式に製造され得る追加の構造体は、同じくファイバ内に一体式に製造されるコイルフォーム構造体を持たないファイバの「クリア」な入力セクションにおいて製造されてもよい。 Therefore, (also as is elsewhere described herein) including a transistor structure, the structure of the additions may be manufactured integrally in the fiber, coil former structures are fabricated integrally also in the fiber it may be manufactured in the input section of "clear" of the fiber without a body.

本明細書に別記開示されているこれらの方法の詳細によれば、ファイバのラッピングまたは巻上げは同様に断続的であってもよく、精確な長さの巻上げが実行されると、ファイバの回転は止まり(または、ほぼ止まり)、導電フィラメントが今度は平行に一次ファイバへ接着する(または、ほぼ平行に接着してかなり長い長さの間隙に渡って巻上げの一部を仕上げる)。 According to details of these methods are elsewhere disclosed herein, wrapping or winding of the fibers may be similar intermittently, the winding of precise length is performed, the rotation of the fiber stops (or, blind almost), conductive filaments in turn parallel to adhere to the primary fibers (or finish portion of the winding over the gap fairly long lengths by bonding substantially parallel). ファイバをラッピングするプリントされた膜の場合、膜のラッピングは連続していてもよいが、プリントされたコイルフォーム自体は断続パターンである。 For printed film wrapping fiber, wrapping films may be contiguous, printed coil form itself is intermittent pattern.

VII. VII. コイルフォーム上のコーティング及び/またはクラッディング。 Coating and / or cladding on the coil form. 開示されている任意の方法または開示方法の組合わせが終了すると、保護被覆が、膜を保護するために例えば薄膜で覆われたファイバへ塗布されてもよい。 When a combination of any method or disclosed method disclosed is completed, the protective coating may be applied to the fibers which is covered, for example, a thin film to protect the membrane.

さらに、統合されたコイルフォーム及び、ドーピング、気泡添加、捻り、巻上げ、ラッピング、穴、不整、気泡及びこれらに類似するものをもたらす加熱、光反応性のドーパントを変える横方向のレーザ光への暴露を介する他の開示された機能性、構造及び特徴を有するファイバは、製造後、被覆の有無に関わらず、クラッディング材と共に再度導入され、新しいプリフォームの一部として引き抜かれる。 Furthermore, the integrated coil former and has a doping, air foam addition, twisting, winding, wrapping, holes, irregularities, bubbles and heat bring those similar to them, the lateral changing the photoreactive dopant exposure to the laser beam other disclosed functionality through, the fiber having the structure and characteristics after manufacture, with or without coating, is reintroduced with cladding material are withdrawn as part of a new preform. このようなクラッディング自体も、様々な開示において特定されているようにドープされかつ処理されてもよい。 Such cladding itself may be doped and processed as specified in the various disclosed. 製造されたシリカ・ベースのファイバも、新しいプリフォーム段階において他のファイバまたはプリフォーム材と組み合わされ、より大きい複合ファイバ、ケーブルまたは織物構造体として編まれても、または結合されてもよい(米国特許第6,647,852号「連続交差網状複合構造体とその製造方法」参照)。 The manufacturing silica-based fiber, new in the preform step is combined with other fibers or preform material, larger composite fiber, be knitted as a cable or woven structure, or may be coupled (U.S. Patent No. 6,647,852 see "continuous cross network composite structure and a manufacturing method thereof").

トランジスタの集積された半導体デバイスとしての第1の実装と同様に、集積型電子光通信光ファイバ・デバイスは、従来のファラデー減衰器からのパラダイム・チェンジである。 Similar to the first implementation of the integrated semiconductor device of the transistor, integrated electronic optical communication optical fiber device is a paradigm change from conventional Faraday attenuator. 米国特許第6,333,806号を参照されたい。 See US Pat. No. 6,333,806.

光ファイバは、内部に固体電子及びフォトニック・コンポーネントを実装できる自己基板として捉えてもよい。 The optical fiber may be regarded as a self-substrate which can implement the solid state electronic and photonic components therein. 本発明の実施形態の新規ファイバ成分により開示される新規方法及び構造体は、ファイバを演算成分及びデバイスとする概念のパラダイム・シフト実装を表す。 New methods and structures disclosed by the novel fiber component embodiment of the present invention represents a paradigm shift implementation of the concepts of the fiber and the calculation components and devices. 多くの例のうちの1つは、ファイバ・クラッディングにおけるフェリ磁性体/強磁性体ドーパントの実装の重要性であり、これは、論理状態を持続するファイバ−ベースのメモリ・デバイスを効果的に実装する。 One of many examples is the importance of implementation of the ferrimagnetic material / ferromagnetic dopant in the fiber cladding, which fiber lasts logic states - effectively the base memory devices Implement.

示差屈折内部反射及びフォトニック・バンドギャップによる閉じ込めを含む、半導体ドープ方法及び導波構造体の双方を実装する構造体を大量かつ低欠陥で製造する能力は、光スイッチング・システムの代替オプトエレクトロニックまたはフォトニック・パラダイムを表し、最終的には、オプトエレクトロニック集積コンピューティングを表す。 Including confinement by differential refractive internal reflection and photonic bandgap, the ability to produce a structure on a large scale and at a low defect that implement both the semiconductor doping methods and the waveguide structure of the optical switching system alternative optoelectronic or represents a photonic paradigm, ultimately represents the optoelectronic integrated computing. 結局のところ、量子ホール、マクロスケールの穴及び欠陥及びシリコン、ゲルマニウム、金属の原子価置換戦略を利用するドーパントの低コスト、大容量、濃密システムによる取り扱いを含む電子バンドギャップ構造体及びフォトニック・バンドギャップ構造体の組合わせは、ウェハを基礎とする半導体アーキテクチャのブロードベースの代替案を示唆する。 After all, quantum Hall, holes and defects and silicon macroscale, germanium, low cost dopants utilizing valence substitution strategy metal, large capacity, dense system electronic band gap structure and photonic including handling by the combination of the band-gap structure suggests alternatives broad-based semiconductor architecture based wafer. 従って、本明細書に開示されている新規コンポーネントは、広範なアプリケーションを有する。 Therefore, new components that are disclosed herein have a wide range of applications.

本明細書に開示されている一般的なスイッチング・パラダイムの可能性に関するさらなる詳述は、本発明の実施形態によるスイッチ・マトリクスの製造に好適な三次元繊維格子アッセンブリ方法の開示において、及び「アクティブ・マトリクス」のスイッチング・パラダイムにおけるトランジスタのファイバ構造体自体における集積方法の開示において行われている。 Further elaboration of the potential for common switching paradigm disclosed herein, in the disclosure of the preferred three-dimensional fiber grating assembly method for the manufacture of the switch matrix in accordance with an embodiment of the present invention, and "active - it has been made in the disclosed integrated process in the fiber structure itself of the transistor in the switching paradigm matrix ".

織物構造体としてのスイッチ・マトリクス。 Switch matrix as a textile structure. この好適な実施形態においては、光ファイバ・エレメントは、「スイッチング・メカニズム」またはマトリクスを形成する織物構造体のエレメントとして保持されかつ組み立てられる。 In this preferred embodiment, the optical fiber element is assembled and held as an element of the woven structure to form a "switching mechanism" or matrix. 従って、光ファイバ・エレメントを保持しかつアドレスするスイッチング構造体は、デバイスの相対裏面において照明システムに平行な、かつデバイスの相対正面においてディスプレイ表面にも平行なプレーナ表面として配置される。 Therefore, the switching structure that retains and address optical fiber elements are parallel to the illumination system in the relative backside of the device, and are arranged as parallel planar surfaces in the display surface at a relative front of the device.

ジャガード織機型織物製造プロセス詳細。 Jacquard loom type textile manufacturing process details. 光ファイバ・エレメントの織物型アッセンブリは、最新の精密ジャガード織機織物製造システム(市販品についてはAlbany International Techniweave参照)を介して達成される。 Fabric-type assembly of the optical fiber elements is accomplished through the latest fine Jacquard machines textile manufacturing system (see Albany International Techniweave for commercially available). 以下、そのステップについて説明する。 The following describes the step. (スイッチ・マトリクスは、下記のような「x」アドレシング・エレメントと、「y」アドレシング・エレメントとを有する。) (Switch matrix has an "x" addressing elements, such as the following, and "y" addressing elements.)
図17は、本発明の好適な一実施形態による「X」リボン構造ファイバ・システム1700を示す略図である。 Figure 17 is a schematic diagram showing the "X" ribbon structure fiber system 1700 according to a preferred embodiment of the present invention. ファイバ・システム1700は複数の変調器セグメント1705を有し、変調器セグメント1705は各々、本明細書及び援用した特許出願に記述されているような個々のチャネルの振幅を制御するための集積されたインフルエンサ・エレメント1710を有する。 Fiber System 1700 includes a plurality of modulators segment 1705, the modulator segments 1705 each are integrated for controlling the amplitude of each channel, such as described herein and incorporated patent application with the influencer element 1710. さらに、システム1700は、後に詳述するような複数の構造エレメント1715及び/またはスペーサ・エレメント1720を含む。 Furthermore, the system 1700 includes a plurality of structural elements 1715 and / or the spacer element 1720 as described in detail later. システム1700はさらに、X/Yマトリクスのアドレシング・システムのための導電性「X」アドレッシング・フィラメント1725と、導電性「Y」アドレッシング・フィラメント1730とを含む。 System 1700 further includes a conductive "X" addressing filament 1725 for X / Y matrix addressing system, conducting a "Y" addressing filaments 1730. これらの導電エレメントは、金属または導電ポリマもしくはこれらに類似するものであってもよい。 These conductive elements may be one similar to the metal or conductive polymer or their.

I. I. 「X」リボン。 "X" ribbon. ディスプレイ面に平行な構造ファイバであり、光ファイバ・セグメント及び平行スペーサ・フィラメントを保持するように織られる。 A structural fiber parallel to the display surface is woven so as to hold the optical fiber segments and parallel spacer filaments. 光ファイバ成分であり、その出力端はディスプレイ面を指しかつこれを形成する。 An optical fiber component, its output forms this and refers to the display surface. また、「X」アドレッシングを実装する導電ポリマ・フィラメントも組み込んでいる。 Further, also incorporates conductive polymer filaments to implement a "X" addressing.

ファイバ及びフィラメントは精密三次元ジャガード織機装置で準備され、リボンは本図が示すように織られる。 Fibers and filaments are prepared by a precision three-dimensional Jacquard weaving machine device, the ribbon is woven as shown in the figure. カラー・バッチ内にありかつ先に開示した方法によるバルク製造ランで製造される「垂直」の光ファイバは(同じく垂直である任意選択の「スペーシング」フィラメントと共に)、構造強度要件に依存してa及びbで示される構造ファイバと織り合わせるように設定される。 The optical fiber of the "vertical" produced by bulk production run by color batch is in and method as disclosed above (with optional "Spacing" filament which is also vertical), depending on the structural strength requirements It is set so interwoven with structural fibers represented by a and b. 構造ファイバは、上下に2本ずつである最少約4本のマイクロファイバであり、下側の1本は、各光ファイバの「x」アドレッシングを達成する導電ポリマ・マイクロファイバになる。 Structured fiber, vertically a minimum of about four micro fiber is two by two, the one lower side, and the conductive polymer micro fibers to achieve the "x" addressing of the optical fibers. 他の導電フィラメントまたはワイヤも可能であるが、最適ではない。 Other conductive filaments or wires are also possible, but not optimal. 任意選択として、2つの純粋に構造的なファイバに加えて、導電フィラメントまたはファイバが存在してもよい。 Optionally, in addition to two purely structural fibers, conductive filament or fiber may be present.

任意選択の「スペーシング」フィラメントのニーズは、サブピクセルの直径に比較した光ファイバ・セグメントの相対直径によって決定され、上記相対直径は、ディスプレイのサイズ及びその解像度によって決定される。 Needs "Spacing" filaments optional, is determined by the relative diameters of the optical fiber segments compared to the diameter of the sub-pixel, the relative diameters is determined by the size and resolution of the display. ファイバの直径がサブピクセルの直径より極端に小さければ、後に詳述するようにサブピクセル当たり複数のファイバが使用されない限り、または同じく後に詳述するように他の方法が使用されない限り、少なくとも1つまたは複数のスペーシング・フィラメントが必要になる。 If the fiber diameter is extremely smaller than the diameter of the sub-pixels, unless the plurality of fibers per subpixel as described later in detail is not used, or unless other methods as described later in detail also are not used, at least one or a plurality of spacing-filament is required.

織物製造パラダイムの長所は、隣接するファラデー減衰器/サブピクセル/ピクセル・エレメントが互いから「垂直」にオフセットされてもよく、またそうした絶縁が望ましい場合は、エレメントを互いに電気的及び磁気的に隔離する追加方法としてスペーシング・エレメントにより分離されてもよいことにある。 Advantages of textile manufacturing paradigms may adjacent Faraday attenuator / subpixel / pixel element is offset in the "vertical" from each other, and if such insulation is desired, the mutually electrically and magnetically element isolation in that it may be separated by spacing elements as an additional method for.

「x」及び「y」アドレッシング・ファイバの双方のケースにおいて、ファイバの相対的な「上部」及び「下部」(出力端及び入力端の近く)には、図が示すように良好な接触が成される。 In both cases the "x" and "y" addressing fiber, the relative fiber "top" and "bottom" (near the output end and the input end), it is a good contact as shown in FIG formed It is. コイルフォームまたはコイルもしくは他の場生成エレメントは、ファイバ上へスーパーフィシャルな接点を供給している。 Coil former or coil or other field-generating elements, and supplies the superficial contacts onto the fiber.

各ファイバはサブピクセルとして機能し、各リボンは一色のみの色素ドープ・ファイバで編まれることから、垂直の光ファイバの数は、それについて明示される対象であるディスプレイの要求解像度によって決定され、よって数百乃至数千に及ぶ可能性がある。 Each fiber acts as a sub-pixel, since the ribbon woven with a dye doped fiber of one color only, the number of vertical of the optical fiber is determined by the required resolution of the display is a subject to be expressly about it, Therefore, there is a possibility that the hundreds or thousands.

構造ファイバ及びアドレッシング・ファイバが編まれ、リボン内の上下の固定ポイント間に空間が残されると、カットに先立ってリボンに固定用の接着剤を付けることができる。 Knitted structural fibers and addressing fiber, the space is left between the fixed points of the upper and lower in the ribbon, can be attached to the adhesive for fixing the ribbon prior to cutting. 構造ファイバ及びアドレッシング・ファイバは、両側を取外し可能なタブでフレーム内に掛けられる。 Structured fiber and addressing fiber is subjected to the frame capable tabs removed on both sides. 次に、リボンは適切に引き締められる。 Then, the ribbon is properly tightened. リボンの列の間にはスペースが残され、プロセスの反復により、長いひと続きの織物がもたらされる。 In between the rows of ribbon space is left, by the repetition of the process, resulting in a long stretch of fabric. 次にこれは、織物製造規格によって決定される通りに最適の長さで織機から外される。 Then this is removed from the loom optimum length as determined by the fabric production standards. できあがった織物は、標準的な織物製造方法でスピンドル上へ巻き取られる。 The resulting fabric is wound onto the spindle in a standard textile manufacturing process. スピンドルまたは保持フレーム上へ巻き取られると、織物は別の織物取扱い装置へと移動され、リボンはそこで長い織物ボルトからカットされ、垂直の光ファイバとスペーシング・ファイバは上下に裂かれる。 When wound onto a spindle or the holding frame, the fabric is moved to another fabric handling device, the ribbon is cut therefrom by the long fabric bolts, the vertical optical fibers and spacing fibers are torn down. この切断装置は、光ファイバ・エレメントの出力端となるものにまず熱を加えることもでき、ファイバの加熱及び軟化の実行に伴うファイバ上への織機装置による張力付加と相まって、最終的にはファイバ終端形状に効率的な延伸及び修正がもたらされる。 The cutting device also can be added to first heat on what the output end of the optical fiber elements, coupled with tensioning by weaving device onto the fiber caused by the execution of the heating and softening of the fiber, eventually fiber efficient stretching and modifications are brought to the end shape. 従って、切断装置が第1の加熱棒を有する場合は、ファイバの軸に対して直角に回転する接点としてのローラによりテーパまたは圧縮が構築され、切断装置は次にファイバの軸に対して平行に移動することができ、こうしてファイバ端の捻りまたは研磨も達成される。 Therefore, if the cutting device comprises a first heating rod, tapered or compression is constructed by the roller as the contact rotating at right angles to the axis of the fiber, parallel to the axis of the cutting device is then fiber You can move, thus twisting or polishing of the fiber ends is also achieved. ファイバ端の形状及び構造を変えるには、分断前に明らかに他の類似する機械的圧力、加熱及び成形方法を適用することも可能であり、向上された散乱及び分散特性が達成される。 To change the shape and structure of the fiber end, mechanical pressure obviously other similar prior cutting, it is also possible to apply the heating and molding process, enhanced scattering and dispersion characteristics are achieved. 分断されると、分断によって生じたリボンはスプール上へ巻き上げられることが可能である。 Once separated, the ribbon produced by dividing is capable of being wound up onto the spool.

図18は、本発明の好適な一実施形態による「Y」リボン構造のファイバ・システム1800を示す略図である。 Figure 18 is a schematic diagram of a fiber system 1800 "Y" ribbon structure according to a preferred embodiment of the present invention. ファイバ・システム1800は複数の変調器1805を含み、変調器1805は1つまたは複数の挿入された第1の構造フィラメント1810と、1つまたは複数の挿入された構造フィラメント/スペーサ1815とを含む。 Fiber System 1800 includes a plurality of modulators 1805, modulator 1805 includes a first structure filament 1810 which is inserted one or more of, one or more of the inserted and structural filament / spacer 1815. 図のように、変調器1805とフィラメント/スペーサ1815との間には図17に示すような1つまたは複数の「X」アドレッシング・リボン1820が編み込まれ、変調器1805のための「X」アドレス入力が供給される。 As shown, the modulator 1805 and one or more "X" addressing ribbon 1820 as shown in FIG. 17 between the filament / spacer 1815 is woven, "X" address for the modulator 1805 input is supplied. 導電性の「Y」フィラメント1825は、X/Yマトリクス・アドレッシングを完成させる。 Conductivity of the "Y" filament 1825, to complete the X / Y matrix addressing. ファイバ・システム1700とファイバ・システム1800との組合わせは、織り上げられたスイッチ・マトリクスを供給する。 The combination of the fiber system 1700 and Fiber system 1800 provides a switch matrix that has been woven.

II. II. 別の「リボン」を形成する、但し「X」リボンと、かつ「X」リボンを介して直角に織られる「Y」ファイバ/フィラメント。 Forming another "ribbon", where "X", "Y" fiber / filaments are woven at right angles through the ribbon, and the "X" ribbon. 「Y」アドレッシングを実装する構造フィラメント及び導電ポリマ・フィラメントを含み、最終的な繊維マットを形成する。 It includes structural filaments and conductive polymer filaments to implement a "Y" addressing, to form the final fiber mat.

「長さ方向」の構造フィラメント及び「x」アドレッシング・フィラメント及び単色色素ドーピングされて製造された何百または何千もの「垂直」な光ファイバ・ファラデー減衰器エレメントから成る「x」リボンは、次に別の精密ジャガード織機にセットされ、最終的に、何百または何千ものリボンは最終製品である織物風に織られたスイッチ・マトリクスになるものへと織り上げられる。 Structure filaments and "x" addressing is filaments and single color dye doped consisting hundreds or thousands of "vertical" fiber optic Faraday attenuator elements manufactured by "x" ribbon "length direction", the following to be set to a different precision jacquard loom, finally, hundreds or thousands of ribbon is woven into something that will switch matrix that has been woven into a fabric-like, which is the final product.

次に図のように、この平行なリボンと相互に編み上げられるものが「Y」構造フィラメント及び「Y」アドレッシング・フィラメントであり、これらは、「x」リボンへ編み込まれて等価の「y」リボンを形成する。 Next, as shown, the parallel ribbon and those braided to each other is "Y" structure filaments and "Y" addressing filaments, these are "x" woven into ribbons equivalent "y" Ribbon to form. リボンの光ファイバ軸(その幅)は、「y」フィラメントの平面に垂直にセットされる。 Optical fiber axis of the ribbon (the width) is set perpendicular to the plane of the "y" filaments. 精密ジャガード織機は「X」リボンの上下強化構造フィラメント間の間隙の浸透を見込んでおり、よって薄い「x」リボンは繊維「マット」の深さを形成し、その表面は光ファイバ・ファラデー減衰器エレメントの突出した「出力」端から成る。 Precision Jacquard machines are expected to penetrate the gap between the upper and lower reinforcing structure filaments "X" ribbon, thus thin "x" ribbon forms the depth of the fiber "mats", the surface optical fiber Faraday attenuator consisting projecting "output" end of the element. この表面に対して、「X」リボンの構造フィラメント及び「下部」アドレッシング・フィラメント、及び「Y」グリッドの構造フィラメント及び「上部」アドレッシング・フィラメントは共に平行である。 For this surface, the structure filaments and "lower" addressing filaments "X" ribbon, and structural filaments and "top" addressing filaments "Y" grid are both parallel.

ジャガード織機から取り外し可能な「ディスプレイ・フレーム」。 Removable from the Jacquard loom "display frame". フラットパネルディスプレイの構造フレームになり、アドレッシング・フィラメントを駆動回路へ固定し、スイッチ・マトリクスの織物構造体全体を保持する。 Become structural frame of the flat panel display, to secure the addressing filaments to the drive circuit, hold the entire woven structure of the switch matrix. また、側面の織りによる自動固定も、繊維マットの「x」及び「y」各行の端における個々のフックまたは締結装置のインプリメンテーションを有効化する。 Also, automatic fixing by weaving side, to enable the implementation of individual hooks or fastening device in the "x" and "y" ends of each row of fiber mats. 織り込まれて締め付けられると、繊維マットのための取外し式フレームは織機から外される。 When tightened interwoven with, removable frame for the fiber mat is removed from the loom. このフレームは、繊維であるスイッチ・マトリクス・マットを最終的なディスプレイ・ケース内に固定する際に使用される。 The frame is used to fix the switch matrix mat is a fiber in the final display in the case. フレームは剛性、柔軟、中実または織物であってもよいが、アドレッシング論理(例えばトランジスタ)または「X」及び「Y」の各行及び列に接触する導電エレメントの何れかを使用して製造される。 Frame rigidity, flexibility, may be a solid or fabric is manufactured using any of the conductive elements in contact with the row and column addressing logic (e.g., transistors) or "X" and "Y" . さらに、マット端上の機掛けは織物製造の標準的な手段によりマットを自動固定し、よってマットは任意選択で、フックまたは締結エレメントが各「X」リボン及び「Y」リボンの両側に固定された状態で織機から原形を保って取り外されることが可能である。 Furthermore, machine hanging on the mat end automatically fix the mat by standard means textile manufacturing, thus mat optionally hooks or fastening elements are fixed on either side of each "X" ribbon and "Y" Ribbon from the loom in a state which can be removed while maintaining the original shape. 次に、マットはこれらのフックまたは締結装置によってディスプレイ・ケース構造体内へ鉤止めされる、または締め付けられてもよく、「x」及び「y」アドレッシング・フィラメントのフック・ポイントまたは接触ポイントはディスプレイ・デバイスの駆動回路に接触することができる。 Next, the mat may be fit 鉤止 to the display case structure, or fastened by these hooks or fasteners, hook point or contact points of the "x" and "y" addressing filaments Display You may contact the drive circuit of the device. 結果的に生じる繊維マットは、織機から外されると、もしくは織物製造における多くのオプションに従ってその方が便利であればまだ織機内にある間にゾルで飽和されてもよく、次いでUV硬化される。 The resulting fiber mat, when removed from the loom, or may be saturated with the sol while that person is in the still loom if convenient according to a number of options in textile manufacture, then UV cured . このようなゾルは、黒のマトリクスを達成するように黒で染色されている。 Such sols are dyed in black to achieve a black matrix. これにより、ゾルは織物格子を密封する。 Thus, the sol to seal the fabric grid. ゾルは、結果的に柔軟であるが密封されている繊維マット、もしくは剛性または半剛性の構造体及び適切な絶縁及び/またはシールド特性を有するものが生じるように選定されてもよい。 Sol may be chosen consequently flexible and is fiber has been sealed mat or rigid or as one having a structure and appropriate insulation and / or shielding properties of semi-rigid occurs. 硬化すると、硬化し密封された繊維マット/スイッチ・マトリクスの表面に、必要であれば次には上下部にも、追加のゾルまたは液体ポリマを噴霧してもよい。 Upon curing, the cured sealed fiber mat / switch matrix surface, if necessary the next to the upper and lower portions may be sprayed with additional sol or liquid polymer. 出力端及び入力端の光ファイバ・エレメントがこれらを固定しかつアドレスする水平のフィラメントより上へ伸びるにつれて、光ファイバの突出する端と端の間の空間を追加の柔軟または剛性または半剛性材料で充填することが望ましい場合がある。 As the optical fiber elements of the output end and the input end extending to above the horizontal of filaments fixed and address them, the space between the end to end that projects the optical fiber with additional flexible or rigid or semi-rigid material it may be desirable to fill. 一様で平坦な出力及び入力表面の形成は、光ファイバ・ファラデー減衰器エレメントの入力端より前、及び出力端より後の偏光薄膜またはシートの蒸着を可能にする。 Formation of uniform and flat output and input surfaces, prior to the input end of the fiber optic Faraday attenuator elements, and allows for the polarizing film or deposition of a sheet after the output end. 但し、このような膜またはシートは、入力端と照明ソースとの間、及び外部ディスプレイ光学ガラスの上、もしくは出力端と光学ガラス及びこれに類似するものを含む任意の最終光学素子との間、における所定の位置に接着または固定されてもよい。 However, such a film or sheet, between the input and the illumination source, and on the external display optical glass, or between any of the last optical element, including those similar to the output end and the optical glass and which, it may be adhered or fixed to a predetermined position in the.

スイッチ・グリッドを実装する代替方法は、繊維マット構造体を、アドレッシング・フィラメント、ゾルによる飽和及び硬化、液体ポリマによる上層の追加的平滑化及び標準的なFPDアドレッシング・グリッドでプリントした薄膜のエピタキシによる蒸着なしに製造すること、または他の一般的な半導体リソグラフィ方法によって製造することである。 Alternative methods of implementing the switch grid, a fibrous mat structure, addressing filament, saturated and cured by Sol, by epitaxy of thin films printed with the upper additional smoothing and standard FPD addressing grid by the liquid polymer be prepared without the deposition, or by other general semiconductor lithography method is to produce.

織物構造体パラダイムとしてのスイッチ・マトリクスは、Albany International Techniweaveより市販されている例示的な機器及びプロセスから、Zyvexより市販されている具体的にはナノマニピュレータ・システムによるマイクロ、ナノ−ファイバ及びフィラメントの織物型の取扱いのためのマイクロアッセンブリ・プロセス装置及び方法、及びArryxの光ピンセット方法を使用するマイクロ及びナノ−スケールの織物型製造に至る、任意のスケールの織物製造機械装置に適用される。 Switch matrix as woven structure paradigm, Albany from an exemplary equipment and processes are commercially available from International Techniweave, micro by specifically nanomanipulators system commercially available from Zyvex, nano - fibers and filaments micro assembly process apparatus and method for handling textile type, and micro and nano using the optical tweezers method Arryx - leading to fabric type production scale, is applied to any scale textile manufacturing machine. このような方法は、織物のパラダイムを可能な限り最小のスケールのアッセンブリ及びコンポーネントへと個々に、または効果的に組み合わせて移行させ、様々な形式の「ナノ−ルーミング」システムを実現する。 Such methods, individually to the smallest scale of the assembly and components as possible paradigm fabric, or effectively combined by migration, the various forms - corresponds to the "Nano rooming" systems.

図19は、本明細書及び援用されている特許出願に記述されかつ示唆されているようなディスプレイ、ディスプレイ・エレメント、論理デバイス、論理エレメントまたはメモリ・デバイス及びこれらに類似するものとして使用可能な繊維マトリクス1900を表す三次元略図である。 19, the specification and the incorporated are described in which patent applications and such as suggested displays, display elements, logic devices, fibers usable as similar to logic element or memory device and their it is a three-dimensional schematic diagram that represents the matrix 1900. マトリクス1900は、複数の導波管チャネル・フィラメント1905と、任意選択の構造/スペーサ・エレメント1910とを含み、エレメント1910は、「X」構造フィラメント1915、「X」アドレッシング構造フィラメントまたはリボン1920及び「Y」アドレッシング/構造フィラメント1925へと編み込まれる。 Matrix 1900 includes a plurality of waveguide channels filaments 1905, and a optional structure / spacer element 1910, the element 1910, "X" structure filament 1915, "X" Addressing Structure filament or ribbon 1920 and " knitted to Y "addressing / structure filament 1925.

以下、マトリクスにおけるファラデー回転子エレメントの論理アドレッシングについて論じる。 It is discussed below logical addressing of the Faraday rotator element in the matrix.

「パッシブ・マトリクス」論理とマトリクスの2つの側面(X及びY)に沿ったトランジスタ。 "Passive matrix" logic and transistor along two sides (X and Y) of the matrix. 繊維マットの形式でディスプレイ・ケーシング/構造体内への組立て準備が整っているスイッチ・マトリクスは、織機からの取り外しが可能なフレーム(剛性または軟性)の配置及び固定、または各色のサブピクセル行に供給されるフックまたは締結デバイスの何れかによって配置され、所定の位置に固定される。 Switch matrix in the fiber mat of the type which are equipped with assembled ready for display casing / structure is supplied to the arrangement and fixed or subpixel rows of each color, of which can be removed from the loom frame (rigid or soft) arranged by either hooks or fastening device it is, is fixed to a predetermined position.

取外し可能なフレームによる場合、この「パッシブ・マトリクス」オプションでは、フレーム自体が、好適にはスイッチ・マトリクス全体について各「x」及び「y」行を順次アドレスすることを要求される論理、または各々が順次アドレスされる複数のセクタに分けられる論理を組み込む。 If by removable frame, this "passive matrix" option, logic frame itself, preferably is required to sequentially address each "x" and "y" line for the entire switch matrix or each, There incorporating logic is divided into a plurality of sectors that are sequentially address. 上記セクタは、所定のビデオ・ディスプレイ「フレーム」の各サブピクセル・ファラデー減衰器エレメントの回転を変えるために必要なサブピクセル情報及び電流を規模別に効果的に伝える適切に変調された変動電流パルスを有する。 The sector, a suitably modulated varying current pulse effectively convey the subpixel information and current required for each size in order to change the rotation of each sub-pixel Faraday attenuator elements of a given video display "frames" a. この論理は、標準的な半導体または回路基板リソグラフィまたはプリント・システムによって、もしくはディップペン・ナノリソグラフィを含む本明細書において別記されているような方法によって製造される。 This logic is produced by standard semiconductor or circuit board lithography or printing system, or by the methods as described elsewhere in this specification, including dip-pen nanolithography.

或いは、取外し可能なフレームは単にプリントされた導電ストリップを使用して製造されてもよく、上記ストリップは次に、ディスプレイ・ケーシング/構造体における「内部」フレーム定置上に製造される論理に接触する。 Alternatively, the removable frame may be simply fabricated using printed conductive strip, the strip is then contacted to the logic that is fabricated on the "inside" frame placed on the display casing / structure .

「アクティブ・マトリクス」論理とファイバ成分または他の繊維エレメントに集積されるトランジスタ。 "Active matrix" logic and fiber components or other transistors are integrated into the fiber element. ディスプレイの各サブピクセルを制御するためにトランジスタを実装するという複雑さが加わることは、各サブピクセルがx−y軸方向のトランジスタを介するx−y列及び行のスイッチングによってアドレスされる先に述べたような「パッシブ」マトリクスを実装することとは対照的であるが、ファイバ・ドーパントとして便利な物質の電流ベルデ定数を所与とすれば、ファラデー減衰器コンポーネントの最適性能を達成する上で効果的であると言える。 The complexity of implementing transistors to control each sub-pixel of the display is applied is described previously in which each subpixel is addressed by the switching of x-y columns and rows via the transistors of the x-y direction Although such decided to implement a "passive" matrix is ​​in contrast, if given the current Verdet constant useful substance as a fiber dopant, effective in achieving optimum performance of the Faraday attenuator component it can be said to be specific.

「アクティブ・マトリクス」体制においては、下記のようなファイバまたは繊維マトリクスへの集積オプションを開示する。 In the "active matrix" system, it discloses an integrated option to the fiber or fiber matrix as described below.

ドーピングによりファイバ内に形成されるファイバ集積トランジスタ。 Fiber integrated transistor formed in the fiber by doping. 図20(図20A、図20B及び図20Cから成る)は、導波管チャネル2000の断面図である。 Figure 20 (FIG. 20A, consisting of FIGS. 20B and FIG. 20C) is a cross-sectional view of the waveguide channel 2000. 図20Aは、集積されるインフルエンサ(例えばコイルフォーム)構造体に隣接する伝播軸に垂直なチャネル2000を示す図である。 Figure 20A is a diagram showing the vertical channel 2000 to the propagation axis adjacent the influencer (e.g. coil form) structure to be integrated. 中心から外側に向かって、チャネル2000は、コア2005と、任意選択の第1の境界領域2010と、第2の境界領域2015と、バッファ/インフルエンサ領域2020と、「N」領域2025と、ゲート領域2030と、「P」領域2035と、導電性の接触領域2040とを含む。 From the center outward, channel 2000 includes a core 2005, a first boundary region 2010 optional, and the second boundary area 2015, a buffer / influencer region 2020, the "N" region 2025, a gate includes a region 2030, the "P" region 2035, a conductive and a contact region 2040. コア2005は光学的にアクティブなコアであり、本好適な実施形態では、所望されるスペクトル特性に合わせて色素をドープされ、他に、振幅制御に影響するインフルエンサ領域2020からの影響に対するチャネル2000の「影響可能性」を向上させるトランスポート特性を含む。 The core 2005 is an active core optically, in this preferred embodiment, doped with dye to match the spectral properties desired, the other, the channel 2000 to the effects from the influencer region 2020 that affect the amplitude control including transport characteristic of improving the "impact potential" of. 先の記述及び援用した特許出願に記述されているように、任意選択の領域2010は永久磁性要素でドープされてもよく、領域2015はオペレーションを向上させるフェリ磁性/強磁性要素を含んでもよい。 As described in the foregoing description and incorporated patent application, the area of ​​the optional 2010 may be doped with permanent magnetic elements, region 2015 may include a ferrimagnetic / ferromagnetic element to improve the operation.

図20Bは、初回直径カット2050後の処理における、図20Aに示す導波管チャネル2000の伝播軸に平行な断面2040である。 20B is in the process after the initial diameter cut 2050, a cross-sectional 2040 parallel to the propagation axis of the waveguide channel 2000 shown in FIG. 20A. トランジスタは、ファイバ製造プロセスの間に、好適には内側のクラッディング1及び2(内側のクラッディング1は任意選択)に対する「外側」の構造体として「クラッディング間」式に製造されてもよい。 Transistor, during the fiber manufacturing process, preferably inside the cladding 1 and 2 (cladding 1 of the inner Optionally) may be prepared in "between cladding" type as a structure of the "outer" with respect to . 適切な電気絶縁及び磁気シールドを達成するためにドープされる薄いバッファ層のガラス・スートはプリフォーム上へ蒸着され、ファイバ仕様の要求通りに既に構築されている、かつ場生成構造体を実装すべく金属化スートまたは金属粉末で既に被覆されているクラッディング及びドープされたコアの上に別のクラッディングが形成される(このバッファ層は、コイルフォームが場生成構造体として必要である、または援用した特許出願に開示されているコイルフォーム製造の関連オプションによって必要とされる場合に断続的に被覆され、捻られ、または「スパイラル−ペイント」を施され、もしくは「スパイラルを刻まれた」プリフォームの層と同じであってもよい)。 Suitable glass soot of the electrical insulation and thin buffer layer to be doped to achieve a magnetic shield is deposited onto the preform, it is already built as required of the fiber specifications, and to implement the field-generating structure to another cladding is formed on the cores cladding and doped already coated with a metal soot or metal powder (the buffer layer is required coil form as field-generating structure, or intermittently coated if required by related options coils foams disclosed in the incorporated patent application, twisted or - subjected to "spiral paint" or "engraved spiral" flop it may be the same as the layer of the reform). ドープされる半導体「p」及び「n」クラッディング層は、同じく蒸着される層間の「ゲート」層と共に、全てプリフォームのスート蒸着クラッディング・エレメントとして蒸着される。 Semiconductor "p" and "n" cladding layer is doped, with "gate" layers of interlayer to be also deposited, it is deposited as a soot deposition cladding elements of all preform. この汎用スキームにより、様々なトランジスタ・タイプを製造することができる。 The generic scheme, it is possible to produce a variety of transistor types.

このようにしてプリフォーム上へ蒸着されたクラッディングの長さは、回転するプリフォーム上へ直径カット2050を刻み込むことによって区分され、コイルフォーム/場生成構造体が区切られる。 The length of the thus cladding deposited onto the preform is divided by imprinting the diameter cut 2050 on the preform to rotate, the coil form / field-generating structure is separated. これによりプリフォームは、コイルフォーム/場生成構造体の出力端においてバッファ/インフルエンサ層2020までカットされる。 Thus preform is cut at the output end of the coil form / field-generating structure to the buffer / influencer layer 2020. カット2050は、ファイバの軸を中心とする円形の溝を画定する。 Cut 2050 defines a circular groove around the axis of the fiber.

図20Cは、初回直径カット2050及び接触層2040を導波管2040上に蒸着後の処理における、図20Bに示す導波管プリフォーム2040の伝播軸に平行な断面2055である。 Figure 20C is in the process after deposition of initial diameter cut 2050 and contact layer 2040 on the waveguide 2040, a cross-sectional 2055 parallel to the propagation axis of the waveguide preform 2040 shown in FIG. 20B. プリフォーム2055は、X/Yアドレッシング・マトリクスの「X」アドレッシング入力2060と、「Y」アドレッシング出力2065とを含む。 Preform 2055, including the X / Y addressing matrix "X" addressing input 2060, and a "Y" addressing output 2065. 入力2060は、各々がトランジスタ・スイッチ・エレメントを画定する層状の接触構造体2070を有する複数のセグメント列と接触するための長手方向の導電エレメントである。 Input 2060, each of which is the longitudinal direction of the conductive elements for contact with a plurality of segments train having a contact structure 2070 layered defining a transistor switch element. 回路は、制御信号が入力2060の「A」へ方向づけられ、次にトランジスタ・エレメント2070を介してインフルエンサ領域2020(「B」で示す)へ、さらに「C」で示すY出力2065へと至ってインフルエンサ2020を作動するようにインフルエンサ領域2020の作動を画定される。 Circuit, the control signal is directed to the "A" input 2060, then the influencer region 2020 through the transistor elements 2070 (shown by "B"), led to the Y output 2065 shown further by "C" It defined the operation of the influencer region 2020 to operate the influencer 2020. 例によっては、トランジスタ・エレメント2070等の様々な領域を隔離するために、軸方向に追加の溝2075が形成されるものもある。 In some examples, in order to isolate the various regions, such as the transistor elements 2070, some additional groove 2075 in the axial direction is formed.

トランジスタをファイバ構造体の一体エレメントとして製造する機会は、光ファイバを、トランジスタを含む他の電子またはオプトエレクトロニック構造体をその上に「クラッディング内」式に製造することができる「自己基板」と捉えることができる、という事実により示唆される。 Opportunity for manufacturing a transistor as integral elements of the fiber structure, the optical fiber, the other electronic or optoelectronic structure comprising a transistor thereon and can be produced in "cladding the loading" expression "self substrate" can be considered, it is suggested by the fact that. 実際には半導体及び電気光学構造体であるクラッディングまたは層は、ファイバ・プリフォーム及び引抜きプロセスを介して製造され、かつ/または半導体ウェハの場合のようにファイバ上へエピタキシャルに成長されてもよい。 In practice the cladding or layer is a semiconductor and electro-optical structure is manufactured through the fiber preform and withdrawal process, and / or may be grown epitaxially onto the fiber as in the case of a semiconductor wafer . さらに、基板からのエピタキシャル・リフトオフなしに薄膜上にプリントされるコイルフォームに関して本明細書で別記開示されているような、薄膜を製造し、エピタキシャル・リフトオフにより規格基板から除去しかつファイバに接着するという方法は、実際には半導体製造パラダイムの変形である。 Furthermore, no epitaxial liftoff from the substrate such as those elsewhere disclosed herein with respect to the coil form that is printed on the thin film to produce a thin film, to adhere the removed and fiber from standard substrate by epitaxial liftoff the method as is actually a variant of the semiconductor manufacturing paradigms.

トランジスタは、ファイバ製造プロセスの間に、好適には内側のクラッディング1及び2(内側のクラッディング1は任意選択)に対する「外側」の構造体として「クラッディング内」式に製造されてもよい。 Transistor, during the fiber manufacturing process, preferably inside the cladding 1 and 2 (cladding 1 of the inner Optionally) may be prepared in "the cladding" type as a structure of the "outer" with respect to . 適切な電気絶縁及び磁気シールドを達成するためにドープされる薄いバッファ層のガラス・スートはプリフォーム上へ蒸着され、本明細書において別記開示されているファイバ仕様の要求通りに既に構築されている、かつ場生成構造体を実装すべく金属化スートまたは金属粉末で既に被覆されているクラッディング及びドープされたコアの上に別のクラッディングが形成される(このバッファ層は、コイルフォームが場生成構造体として必要である、または本明細書において別記開示されているコイルフォーム製造の関連オプションによって必要とされる場合に断続的に被覆され、捻られ、または「スパイラル−ペイント」を施され、もしくは「スパイラルを刻まれる」プリフォームの層と同じであってもよい)。 Glass soot thin buffer layer to be doped to achieve a suitable electrical insulation and magnetic shield is deposited onto the preform, are already built as required fiber specifications are elsewhere disclosed herein and situ another cladding on the core which is cladding and doped with a metal soot or metal powder in order to implement the product structure has already been covered is formed (this buffer layer, the coil form is situ it is required as a product structure, or intermittently coated if required by related options coils foams that are elsewhere disclosed herein, twisted, or - subjected to "spiral paint", or it may be the same as the layer of the preform be "carved a spiral").

ドープされる半導体「p」及び「n」クラッディング層は、同じく蒸着される層間の「ゲート」層と共に、全てプリフォームのスート蒸着クラッディング・エレメントとして蒸着される。 Semiconductor "p" and "n" cladding layer is doped, with "gate" layers of interlayer to be also deposited, it is deposited as a soot deposition cladding elements of all preform. この汎用スキームにより、様々なトランジスタ・タイプを製造することができる。 The generic scheme, it is possible to produce a variety of transistor types.

このようにしてプリフォーム上へ蒸着されたクラッディングの長さは、回転するプリフォーム上へ直径カットを刻み込むことによって区分され、コイルフォーム/場生成構造体が区切られる。 The length of the thus deposited onto the preform the cladding is segmented by imprinting the diameter cut onto the preform the rotating coil former / field-generating structure is separated. これによりプリフォームは、コイルフォーム/場生成構造体の出力端においてバッファ層までカットされる。 Thus preform is cut to the buffer layer at the output end of the coil form / field-generating structure. カットは、ファイバの軸を中心とする円形である。 Cut is circular about the axis of the fiber. 次に、プリフォーム上へ金属化スートが蒸着され、コイルフォーム/場生成構造体の出力端におけるカットが充填される。 Next, metallized soot is deposited onto the preform, the cut at the output end of the coil form / field-generating structure is filled.

導電層が追加されると、次に一連の第2のカットが作られる。 When the conductive layer is added, then the series of second cut is made. その1つはコイルフォーム/場生成構造体の出力端に作られたカットに隣接して、2つは上記構造体の相対入力端から、導電層及び半導体層を介して内側のバッファ/コイルフォーム層へ至り、トランジスタ構造体とコイルフォーム・セグメントとが導電を遮断される。 One is adjacent to the cut made at the output end of the coil form / field-generating structure, two from the relative input terminal of the structure, the inside of the buffer / coil form through the conductive layer and the semiconductor layer reaches to the layer, the transistor structure and the coil form segments are cut off conduction. これらの直径カットが完成すると、コイルフォーム/場生成構造体の出力端における第1のカットのみが外部導電層へ接続する導電材料で充填される。 When these diameters cut is completed, only the first cut at the output end of the coil form / field-generating structure is filled with a conductive material to be connected to the outer conductive layer.

コイルフォームの相対「下部」におけるカットを充填する導電性の金属化スートは直接トランジスタ構造体との接触ポイントを供給するが、コイルフォームの相対「上部」における「最上部」のカットを充填する導電性の金属化スートはコイルフォーム自体との直接接触を形成する。 Supplying contact points of the conductive metal soot filling the cut in the coil form relative "lower" is directly transistor structure, the conductive filling the cut "top" of the coil form relative "top" sexual metallized soot forms a direct contact between the coil form itself. よって、クラッディングで構成されるトランジスタ構造体の最外部における導電性の(プリフォーム段階で金属化スートとして置かれた)層でもある「下側」の大型「円柱」との接触は、ファイバに統合されたスイッチを供給し、「上側」の薄い円柱セクションとの接触は回路を完成させる。 Therefore, contact between the large "cylinder" of is also the highest (placed as metallized soot preform stage) conductive in the outer layer of a transistor formed structures with cladding "lower", the fiber supplying an integrated switch, contact of the thin cylindrical section of "upper" to complete the circuit. トランジスタのスイッチを入れると、適切な大きさの電流がパルスとしてコイルフォームへ流れ、フェリ磁性/強磁性ドーパント分子が磁化されてコアを通過する光の偏光角の回転の大きさが持続される。 Taking transistor switches, current of appropriate magnitude is flowed to the coil form as a pulse, the magnitude of the rotation of the polarization angle of the light ferrimagnetic / ferromagnetic dopant molecules pass through the core is magnetized is sustained. パルス電流は、相対上部においてコイルフォームを出て、隣接する半導体構造体とは反対の導電材料を通過する。 Pulse current exits the coil form in the relative upper and the adjacent semiconductor structures through the opposite conductivity material.

一連の外部クラッディング円柱としての内側のクラッディング層及びコアを取り囲むクラッディング構成トランジスタを、同じくこれらの層で構築され、よって様々なレベルのエレメント間に回路が形成され得る、この場合はコイルフォームと一続きであるトランジスタによって回路が形成されるファイバの全長、から隔離する他の方法は実際的であり、本発明の実施形態の新規方法に包含される。 The cladding structure transistor surrounding the inner cladding layer and the core of a series of external cladding cylinder, also built with these layers, thus the circuit can be formed between the various levels elements, in this case a coil form other methods of isolating the entire length of fiber circuit is formed by a transistor bout when is practical, are encompassed by the novel method of the embodiment of the present invention. これには、Nanosonicから市販されている先に参照した静電的自己集合プロセスが含まれる。 This includes electrostatic self-assembly process referred to above which is commercially available from Nanosonic.


上記方法の類似方法は、引抜き段階においてコーティングの形式で実装されてもよく、よって、スートのプリフォーム上への蒸着によりクラッディングを形成する代わりにファイバ長さへコーティングが追加され、ファイバが引き抜かれてコイルフォームが関連方法の1つにより実装された後、トランジスタのクラッディングとしての構造化により指示されるパターンに従ってトランジスタ構造体が大量に製造される。 Similar methods of the above methods may be implemented with a coating in the form in withdrawal stage, thus coating the fiber length instead of forming the cladding is added by vapor deposition to a soot preform on, pulling the fiber after overtaken by a coil form is implemented by one of the related methods, the transistor structure is manufactured in large quantities according to a pattern dictated by the structure of the cladding of the transistor.

トランジスタ及びコイルフォームを連続して実装するための接触ポイントの製造に関しては、特にトランジスタ層がコーティングによって形成されるかどうか、またはファイバがコイルフォームによって、または膜上に刻印される場生成構造体によって巻き上げられるかどうかに関連して、さらなるオプションを利用可能である。 For the preparation of contact points for mounting successively a transistor and a coil form, especially if the transistor layer is formed by coating, or by a coil form fibers, or by field-generating structure to be imprinted on the film in relation to whether or not wound up, is available for further options. 即ち、バッファ層は極薄である可能性があり、よって引抜き後は、穴が形成されかつ圧潰するようにファイバを部分的に選択して延伸してもよく、導電性の「ベース」クラッディングはコイルフォームまたは場生成構造体上のポイントで接触される。 That is, there is a possibility the buffer layer is extremely thin, therefore after withdrawal may be stretched by selecting the fibers such holes are formed and collapse partially conductive "base" cladding It is contacted at a point on the coil form or field-generating structure. 引抜き軸に対する選好的な曲げによるファイバの一様でない延伸は、まずコイルフォームの「下部」においてバッファ層を延伸することができ、「内側」の半導体層(またはベース)との間の接触が実現される。 Stretching non-uniform fiber shows preferential bending for pulling shaft can first stretching the buffer layer in the "bottom" of the coil form, the contact between the semiconductor layer of the "inner" (or base) is realized It is. 延伸及び曲げの大きさ及びそれにより生成される穴または割れ目の深さに依存して、導電ポリマまたは金属粉末によるコーティングは、スートを使用するプリフォーム段階で特定した「カット・アンド・フィル」法により形成されるものに類似する深度差接触を形成するように蒸着されてもよい。 Depending on the depth of the stretching and bending of the size and holes or cracks are generated thereby, coating with a conductive polymer or metal powder, "cut-and-fill" method specified in the preform stage using the soot it may be deposited to form a depth difference contact similar to those formed by. スートを使用するプリフォーム段階に関して特定した「カット・アンド・フィル」法に類似する、接触構造体における物質を置換するために行う接触スポットにおけるコーティングの加熱及び融蝕は、さらなるオプションである。 Similar to the specified "cut-and-fill" method with respect to preform the step of using soot, heating and ablation of the coating in the contact spot performed to replace the material in contact structure is a further option.

また接触ポイントは、クラッディングまたはコーティングの様々な層内の接触ポイントにおける物質の性質を変えることによって実装されてもよい。 The contact point may be implemented by varying the properties of materials at the contact points in the various layers of the cladding or coating. これは、バッファ層と「内側」の半導体クラッディング層(またはベース)とをコイルフォームまたは場生成構造体の「下部」及び「上部」接触ポイントで穿孔しかつ混合する、適切な入射角でのイオンビーム・ボンバードメントによって実装されてもよい。 This includes a buffer layer semiconductor cladding layer of the "inner" (or base) and the coil form or field-generating structures perforated with "lower" and "upper" contact point and mixed, in an appropriate angle of incidence it may be implemented by ion beam bombardment.

或いは、バッファ層の精確な「スポット」を置換する導体または半導体材料である変更される層の、コイルフォームの相対「下部」における、及び逆にコイルフォームの「上部」上の精確な「スポット」におけるスポット−エッチング及びエピタキシャル蒸着が使用されてもよい。 Alternatively, the layer to be changed is a conductor or semiconductor material to replace the precise "spot" of the buffer layer, the coil form relative "bottom", and conversely precise on "top" of the coil form "spots" in the spot - etching and epitaxial deposition may be used. 半導体または「ベース」材料で置換されるバッファ材料、2つの半導体及びゲート材料もまた、複合ファイバ構造体上の同じポイントで(同じく適切な静電自己集合溶液におけるディッピングにより)再蒸着される。 Buffer material is replaced with a semiconductor or "base" material, the two semiconductor and the gate material is also at the same point on the composite fiber structure (by dipping in the same suitable electrostatic self-assembly solution) is redeposited.

効果的な「層間」接触ポイント、及び延ては共にそれら自体が「バルク」製造プロセスの一部として製造されかつ共に集積型の「クラッディング内」及び/または「コーティング内」構造エレメントであるトランジスタ及びコイルフォームから成る回路を製造するこれらの方法及び他の方法は実際的であり、本発明方法及びコンポーネントの範囲に包含される。 Effective "interlayer" contact points, and the Te extension are "cladding the fading" and / or "the coating" structural elements are manufactured as part and both integrated in their own "bulk" manufacturing process transistor and these and other methods for producing a circuit consisting of the coil form is practical, are within the scope of the present invention methods and components.

プリフォーム・プロセス及び引抜きプロセスにおける、コアを囲むクラッディングの形式のトランジスタ構造体を製造することの代替として、トランジスタ構造体は、周知の半導体気相ベースの方法及び他の方法により、事前に自己基板として製造されたファイバ上に製造されてもよい。 In preform process and withdrawal process, as an alternative to fabricating the transistor structure in the form of cladding surrounding the core, the transistor structure, the method and other methods well-known semiconductor vapor-based, self-advance it may be fabricated on a manufactured fiber as a substrate. 具体的には、量子井戸混合(QWI)が効果的である。 Specifically, the quantum well mixed (QWI) is effective.

ファイバは、既に複合p−n/ゲート・クラッディングを有していてもよく、次にこれらはマスク及びエッチされて適切なトランジスタ構造体が形成される。 Fibers, already may have a composite p-n / gate cladding, then they suitable transistor structure is masked and etched is formed. もしくは、トランジスタ半導体構造体全体が、その既存の光学的にアクティブなコア、任意選択の永久磁性クラッディング1、フェリ磁性/強磁性クラッディング2及びコイルフォーム/場生成構造体と共にファイバ上に成長/マスク/エッチされてもよい。 Or, the entire transistor semiconductor structure, its existing optically active cores, permanent magnetic cladding 1 optional, grown on the fiber with ferrimagnetic / ferromagnetic cladding 2 and the coil form / field-generating structure / mask / etch may be.

トランジスタをファイバ構造体内に一体式に形成する方法及びコンポーネントのこの好適な実施形態は、このようにして製造され得るエレメントの数に限定されない。 The preferred embodiments of the method and components formed integrally with transistor fiber structure is not limited to the number of the thus elements that may be manufactured. プリフォームの構築及びドーピング、及びこれに続くファイバの引抜き、もしくは引き抜かれたクラッディング上での、及び引き抜かれたクラッディングの再構築における追加層のエピタキシャル成長との組合わせ、及び/または別途製造されてエピタキシャル・リフトオフにより除去される薄膜の接着、及び本明細書において別記開示されている、かつ上記方法及びコンポーネントの論理的延長として発生する変形を以てすれば、単一のトランジスタ「クラッディング円筒」構造体を超えるものを製造することができる。 Combination of the construction of the preform and doping, and subsequent withdrawal of the fiber or drawn the on cladding, which, and withdrawn epitaxial growth of the additional layer in the reconstruction of the cladding, and / or otherwise prepared adhesion of the thin film is removed by epitaxial liftoff Te, and are elsewhere disclosed herein, and if with a deformation that occurs as a logical extension of the above methods and components, a single transistor "cladding cylindrical" structure it can be produced in excess of the body.

可能なエレメントまたは機能の数は、先に開示したようなクラッディング内構造体を介して製造される個々のトランジスタから、ファイバの三次元構造体上に、かつ上記構造体を介して製造されるマイクロプロセッサ全体にまで及ぶ。 The number of possible elements or features from individual transistors fabricated through the cladding structure, such as disclosed above, is produced in the three-dimensional structure of the fiber, and through the structure It extends to the entire microprocessor. エレメントの数は、ファイバの寸法に依存する。 The number of elements depends on the size of the fiber. 比較的小さい直径を有し、電気通信のコンテキストにおけるファイバに関わる環境保全にとって必要な高耐久化材料によって必ずしも被覆されない、本明細書に開示されている比較的「むき出しの」ファイバ構造体は、単位長さ当たり比較的少数のエレメントを「サポート」する。 It has a relatively small diameter, not necessarily covered by the ruggedized material necessary for environmental protection related to the fiber in the context of telecommunications, relatively disclosed herein, "bare" fiber structure units relatively per length of a small number of the element to "support". 但し、こうしたケースでもファイバの長さは増大される場合があり、これによりエレメントの数は増大する可能性がある。 However, there is a case where the length of the fiber is increased even in such case, thereby the number of elements may be increased.

例示として、ダイ面積300mm2及び形状0.30ミクロンは、直径250ミクロン及び長さ190mmのファイバによって実装されてもよい。 As illustrated, die area 300mm2 and shape 0.30 microns may be implemented by the fiber diameter 250 microns and a length of 190 mm. 15mmのファイバ・セグメント長さ内の約126ミクロンの円周を有する直径20ミクロンの小径シングルモード・ファイバは、最終的には1.89平方mmの表面積になる。 Diameter single-mode fiber having a diameter of 20 microns having a circumference of about 126 microns of 15mm fiber segment length of eventually becomes surface area of ​​1.89 square mm. (多層構造体において)集積回路の製造に使用されるこのような表面積は、最新の電子マイクロプロセッサのダイ面積の重要でない僅かな部分を供給する。 Such surface area used for the production of (multilayer in structure) integrated circuit, supplies the unimportant small portion of the die area of ​​modern electronic microprocessor.

しかしながら、3次元の柱面ジオメトリによって提供される設計の機会は、規格ダイの2次元正方ジオメトリに比べてその独自の優位点を提供する。 However, opportunities for design offered by three-dimensional cylindrical surface geometry provides its own advantages as compared to the two-dimensional square geometry standard die.

さらに、半導体構造体はクラッディング及びコーティング内/間で製造され、よってコアに至るまでの、かつコアを含むファイバ構造体を使用できることから、中実のファイバ構造体は、様々なメカニズム(導電性のマイクロフィラメントを製造する半径方向のドーピング・プロファイルを含む)を介して追加の回路構造体及びファイバ本体を介する外面ポイント間の方策を許容すべく追加的に微小構造化されてもよい。 Moreover, the semiconductor structure is fabricated between cladding and coating the /, thus leading to the core, and since the fiber structure comprising a core can be used, solid fiber structure, various mechanisms (conductive of including radial doping profile to produce a microfilament) may be added to the microstructured to permit measures between the outer surface points via additional circuitry structures and fiber body through.

ファイバのこのソリッドステートICマイクロ構造化は、明らかに、トランジスタ、キャパシタ、抵抗器、コイルフォームまたは他の電子半導体構造体に限定されず、事実上、本明細書において別記開示されている方法、デバイス及びコンポーネントにより明証されているような光電子統合の固有のパラダイムを提供する。 The solid state IC microstructured fiber clearly, transistors, capacitors, resistors, not limited to the coil form or other electronic semiconductor structures, method virtually has been elsewhere disclosed herein, the device and to provide a unique paradigm optoelectronic integrated as are clear signs by the component. 従って、本明細書に開示されている新しい集積型(マイクロ)ファラデー減衰器の光ファイバ・デバイスは、一般的に適用可能な新しい集積型オプトエレクトロニックICデバイスの一例として代替的に開示されてもよい。 Thus, the optical fiber device of the present specification new integrated type disclosed in (micro) Faraday attenuator, as an example of generally applicable new integrated optoelectronic IC devices may alternatively be disclosed .

半導体電子機能はクラッディング内/間で製造されてもよいだけでなく、エレクトロフォトニックまたはオプトエレクトロニックは何れも、ファイバ・コア内を導かれ、モードまたはクラッディングの他の選択により制約され、またはプリフォームの引抜きプロセスにおいて製造されるスーパーフィシャル・ヘリカル・チャネル内を、もしくは一次ファイバのクラッディング/コーティング構造体内の補助ガイド構造体として製造される半導体導波管チャネル内を追加的に導かれる光を修正するように製造されてファイバ内に集積配置される集積型ICのエレメントであってもよい。 Semiconductor electronic functions not only may be produced between the cladding /, any electro photonic or optoelectronic guided in the fiber core, it is constrained by other selection mode or cladding, or superficial, a helical inside channel or light additionally guided semiconductor waveguides in the channel to be manufactured as cladding / coating structure of the auxiliary guide structure of the primary fibers produced in the withdrawal process of the preform it may be prepared to modify the even elements of the integrated IC, which is integrally arranged in the fiber. フォトニック・バンドギャップ構造体は、本明細書において参照されかつ別記開示されている技術上周知の方法によってクラッディング内またはクラッディング間で製造されてもよく、規格ファイバ・コア及びクラッディングと、クラッディング及びコーティングがその上にさらに製造されるフォトニック結晶ベース・ファイバ構造体とを含む可能性のある複合ファイバ構造体がもたらされる。 Photonic bandgap structure, by methods well known in the art are referenced and elsewhere herein disclosed may be fabricated between cladding within or cladding, and standards fiber core and cladding, composite fiber structure cladding and coating that may contain a photonic crystal-based fiber structure is further produced thereon is provided.

適切な溶液内での連続するディッピングによるナノ粒子の静電的自己集合は、具体的にはファイバ・ベースの構造体を効率的かつ大量に製造することに適合している。 Electrostatic self-assembly of nanoparticles by successive dipping in a suitable solution is specifically adapted to manufacture a fiber-based structures efficiently and mass.

特にファイバの曲面ジオメトリに効力を有する効果的な追加の製造方法は、Molecular Imprint社から市販されている。 Effective additional manufacturing process having a particularly effective curved surface geometry of the fiber, are commercially available from Molecular ImprintCopyrightLegal Corporation. この製造パラダイムのトレードマークは「ステップ・アンド・フラッシュ」インプリント・リソグラフィであり、フラッシュUV硬化されるインプリント液流体(この場合は、表面張力により曲ったファイバ・ジオメトリへ接着するに足る粘性のあるもの)のナノ構造体金型を複製する「ナノ−インプリント」金型のサブミクロン・アラインメント及び室温製造を提供する。 The trademark manufacturing paradigm is a "step-and-flash" imprint lithography, imprint liquid fluid (in this case being flushed UV curing, viscous enough to adhere to the fiber geometry curved by surface tension replicating the nanostructure die some) - provides a submicron alignment and at room temperature the production of "nano imprinting" mold. このステップ・プロセスは比較的平坦なプレーナ・セクションにおける曲ったジオメトリのパターニングに適し、低コスト製造の可能性のある代替方法を提供する。 This step process suitable for the patterning of the geometry was Tsu songs in a relatively flat planar section provides an alternative method that may low-cost production.

コア内を誘導され、クラッディング内で制約され、または補助的かつより小さい半導体構造体内を誘導される光は、ファラデー回転、光子的刺激により作動される誘導ブラッグ・グレーティング及び他の構造体を許容するファイバの光屈折ドーピングの実装、及びグレーティング及び他の構造体を実装するためのファイバ構造体(コアとクラッディング)の電気光学的改変によって制御されてもよく、他の光スイッチング及び変調方法がファイバベースの複合IC構造体のエレメントとして効果的に実装されてもよい。 Induced in the core are constrained within the cladding or auxiliary and light induced a smaller semiconductor structure is allowed to Faraday rotation, photon stimulation induced Bragg grating and other structures are activated by, light refraction doping implementation of fiber that, and fiber structure for mounting the grating, and other structures may be controlled by electrical optical modification of (core and cladding), other optical switching and modulation methods it may be effectively implemented as an element of a fiber-based composite IC structure.

プリフォームの引抜き及び他の技術上周知のバッチ・ファイバ製造プロセスと、エピタキシャル成長を介するバッチ・ファイバ・ランまたはイオン・ボンバードメント・バッチ・プロセスまたは静電的自己集合を含む半導体製造方法との組合わせを実装するパラダイムの能力については、本発明の好適な実施形態及びインプリメンテーションが示すところであり、複数のこのようなICファイバ電子フォトニック・デバイスを結合する繊維構造体のコンテキストにおいて本明細書に別記開示されているようにさらに展開される。 The combination of the pull-out and other techniques known in the batch fiber manufacturing process of a preform, a semiconductor manufacturing method including a batch fiber run or ion bombardment batch process or electrostatic self-assembly through epitaxial growth the ability of the paradigm that implement is where indicated preferred embodiments and implementations of the present invention, herein in the context of the fiber structure for coupling a plurality of such IC fiber electronic photonic device It is further expanded as elsewhere disclosed.

IC加工における自己基板のようなファイバのジオメトリに適合させるために行う、技術上周知の半導体リソグラフィ方法及び代替パターニング方法(粒子ビーム方向)用光学素子のジオメトリへの適合化は、技術上周知の光学エレメント及び集束エレメントの一般的な変調によって効果的に行われてもよい。 Performed in order to adapt to the geometry of the fiber such as self substrate in IC processing, adaptation to the geometry of the techniques known in semiconductor lithography method and alternative patterning method (particle beam direction) optical element is known in the art optical it may be effectively carried out by a general modulation elements and the focusing elements.

ファイバ上にラッピングされた薄膜であるファイバ集積トランジスタ。 Fiber integrated transistor is lapped thin film on the fiber. 本明細書において別記開示されている新規方法、即ちコイルフォームを実装するための、膜上へプリントされた導電パターンを有する薄膜のエピタキシャルなラッピングの場合と同様に、トランジスタをファイバ成分の製造へ統合するための新規方法は同じパターンに従って実装される。 New methods have been elsewhere disclosed herein integration, i.e. to implement the coil form, as in the case of epitaxial wrapping film having a printed conductive pattern on the membrane, the transistor to the manufacture of fiber component novel way to is implemented according to the same pattern.

一般的な半導体リソグラフィ方法またはナノリソグラフィ方法によるトランジスタの薄膜テープ上へのプリントは、同じ薄膜テープにおける、光ファイバにより誘導される光の偏光角を回転させる場を生成するコイルフォームを達成すべくファイバの周りに任意選択で巻かれる可能性のある上部または下部に行われてもよい。 General semiconductor lithography method or nano lithography process printing according to the thin film tape of the transistor, in the same thin film tape, to achieve a coil form to generate a place for rotating the polarization angle of the light induced by fiber optic fiber it may be performed above or below that could be wound optionally around. もしくは、このプリントは、コイルフォームまたはコイルが本明細書に開示されている他の方法の1つによって生成されるファイバの上部または下部の周りに巻かれるテープの上に行われてもよい。 Or, this print is a coil form or coil may be performed on the tape that is wrapped around the top or bottom of the fiber to be produced by one of the other methods disclosed herein.

スイッチ・マトリクス内のファイバに隣接する構造フィラメント上に巻かれる薄膜テープにプリントされるトランジスタ。 Transistors are printed on a thin film tape is wound on the structure the filament adjacent to the fiber of the switch matrix. 上述のものの変形は、ファラデー減衰器の光ファイバ・エレメントに隣接するフィラメント上へ薄膜をラッピングすることであり、フィラメントは「x」リボンにおけるフィラメントの1つ、または繊維マットの「y」軸に編み込まれるフィラメントの1つの何れか、もしくはファラデー減衰器に平行な「スペーサ」フィラメントである。 A variant of those described above, is to wrap the film on the filament adjacent to the optical fiber elements of the Faraday attenuator, filament knitted into "y" axis in one, or fiber mat of the filaments in the "x" Ribbon one either filament or a "spacer" filaments parallel to the Faraday attenuator. ラッピングは本明細書において別記開示されているように実装され、こうして製造されるトランジスタは、それがアドレスする光ファイバファラデー減衰器エレメントに隣接して配置される。 Wrapping is implemented as is elsewhere disclosed herein, thus the transistors to be produced, it is placed adjacent to the optical fiber Faraday attenuator elements that address.

「x」または「y」リボン構造体の何れかの一部であるフィラメントが選定される場合、アドレッシング・ファイバはその全体を薄膜でラッピングされる非導電ポリマであり、トランジスタにより周期的に中断される、各ファラデー減衰器光ファイバ・エレメントをアドレスするための導電ストライプを含む。 If any of the filament is part of the "x" or "y" ribbon structure is selected, addressing fiber is a non-conductive polymer that is lapped in its entirety by a thin film, periodically interrupted by the transistor that includes a conductive strip for addressing each Faraday attenuator optical fiber element.

フィラメントが、各ファラデー減衰器光ファイバ・エレメントに隣接しかつ平行な「スペーサ」フィラメントであれば、アドレッシング「x」及び「y」フィラメントの一方は実際にこれらのスペーサ・ファイバに接触し、次にこれは導電ストライプがプリントされた薄膜及びプリントされたトランジスタでラッピングされなければならず、最終的に導電エレメントは、それがフィラメントの周りを曲ってファイバの相対上部または下部の何れかで実際のファラデー減衰器光ファイバ・エレメントに接触するようにプリントされる。 Filaments, if each adjacent Faraday attenuator optical fiber element to and parallel "spacer" filaments, one addressing "x" and "y" filaments actually in contact with these spacer fiber, then it has to be wrapped in a transistor conductive stripes that are printed thin film and printing, and finally conducting elements, it actually Faraday either relative top or bottom of fiber bent around the filament It is printed to contact the attenuator optical fiber element. よって他の「x」または「y」アドレッシング・フィラメントは、光ファイバの反対端でファラデー減衰器光ファイバに接触する。 Therefore other "x" or "y" addressing filament is in contact with the Faraday attenuator optical fiber at the opposite end of the optical fiber.

ディップペン・ナノリソグラフィによりファイバまたは隣接する構造フィラメント上へプリントされるトランジスタ。 Transistors printed onto the fiber or adjacent structural filaments by dip pen nanolithography. ディップペン・ナノリソグラフィが渦巻コイルフォームの巻上げ構造体をファイバに直接プリントするという本明細書において別記開示されている同じ製造プロセスに従って、このトランジスタは、コイルフォームが類似方法により、または同じく本明細書に開示されている他のモードにより製造されるセグメントより上または下で、ディップペン・ナノリソグラフィにより光ファイバファラデー減衰器自体の上に同様に製造されてもよい。 According Dip Pen same manufacturing process being elsewhere discloses nanolithography is referred to herein as direct printing winding structure of the spiral coil form to the fiber, this transistor, a coil form by the similar method, or also herein up or below the segment produced by other modes disclosed, it may be similarly fabricated on optical fiber Faraday attenuator itself by dip pen nanolithography.

上述の「x」または「y」フィラメントもしくは「スペーサ」フィラメントの何れかを利用するためのスキームと同じものが、ディップペン・ナノリソグラフィ手法に当てはまる。 Same as above "x" or "y" filaments or "spacer" scheme for utilizing any of the filament applies to the dip-pen nanolithography technique. 導電ストリップは、同じくディップペン・ナノリソグラフィによってプリントされる。 Conductive strip is also printed by dip-pen nanolithography.

本明細書に開示されている、オプトエレクトロニック・デバイスを三次元繊維マット/マトリクスの隣接する構造エレメント上へ製造するための全ての新規方法においては、ピクセル・エレメント構成のシールド及び小型性における選択の自由、隣接エレメントへのプロセス・ステップの拡大、繊維マット/マトリクスにおけるエレメント当たりのプロセス・ステップ数の低減及び総体的にオプトエレクトロニックまたは光スイッチング設計の特殊効率を高めるための三次元トポロジーの活用といった優位点が達成される。 It disclosed herein, in all of the novel process for producing optoelectronic devices on structures adjacent elements of the three-dimensional fiber mat / matrix selection in the shield and compactness of pixel elements configured free, process steps to an adjacent element expansion, superiority such utilization of a three-dimensional topology to enhance the special efficiency of the number of process steps per element in the fiber mat / matrix reduction and grossly optoelectronic or optical switching design a point is achieved.

ファイバはバルク・ファイバ製造プロセスにおいて引き抜かれ、下記を実装するために、即ち、光学的にアクティブなコアの色素ドープ・コア、ファイバの軸に対して直角の磁性を有する任意選択でドープされる永久磁性の内側クラッディング、磁化されかつ消磁される可能性があり、そのヒステリシス曲線はビデオフレーム・サイクルの間に回転の大きさを維持することに適する最適フェリ磁性体/強磁性体によりドープされるクラッディング、ファイバの構成においてクラッディングの捻りまたは導電パターンのクラッディングへの添加の何れかにより製造される、またはフィルム、被覆されたシリカ・ファイバ、導電ポリマ及びこれらに類似するものである導電構造体で構造的にラッピングされる、ドープされる外側クラッディングを Fiber is withdrawn in the bulk fiber manufacturing process, in order to implement the following, namely, a permanent to be doped optionally having a perpendicular magnetic relative dye-doped core, the fiber axis of the active core optical inner cladding of the magnetic, may be magnetized and demagnetized, the hysteresis curve is doped with optimum ferrimagnetic / ferromagnetic suitable to maintain the magnitude of the rotational between the video frame cycle cladding, produced by any of the addition to the cladding of twisting or the conductive pattern of the cladding in the configuration of the fiber or film, coated silica fiber, conductive polymer and conductive structures are those similar to those structurally be wrapped in the body, the outer cladding is doped 化する場を生成するに足る強さのパルス電流を受け取る能力のあるコイルフォームまたはコイルもしくは場生成エレメント、及び同じく構造エレメントとして、ディスプレイのためのアクティブ・マトリクスを実装すべく他の構造エレメントと結合された同じ多様さの方法により製造される任意選択のトランジスタ、を実装するために、本明細書において別記開示されているように様々にドープされ、処理される。 Coil former or coil or field-generating element is capable of receiving the intensity of the pulse current sufficient to generate a forum for reduction, and as also structural elements, combined with other structural elements in order to implement an active matrix for a display optional transistor manufactured by the method of been the same diversity, in order to implement, be variously doped as elsewhere disclosed herein, are processed. 複合ファイバ構造体のドーピング及び構造化は、少なくとも所定のドーパントまたは構造機能については周期的または連続的であってもよく、よって、ファイバ製造の典型的な長い低コストランが可能である。 Doping and structuring of the composite fiber structure may be periodic or continuous for at least a predetermined dopant or structural function, therefore, it is possible to typical long cost run of fiber production. コイルフォームが効果的に連続していれば(連続性の捻れまたは埋込型のワイヤ、他)、コイルフォームの機能性は接触ポイントによりコイルフォームの一部分を正確に選択することによって後に正確にアクセスされ、これらのポイントを超えた先の連続する構造体はデバイスのオペレーションに対して非機能的かつ不活性にされる。 If the coil form effectively continuous (continuity of twisting or implantable wire, etc.), precisely accessed after the functionality of the coil form by selecting the exact portion of the coil form by contact points It is the structure consecutive previous beyond these points are non-functional and inert to the device operation.

ファイバ製造プロセスは、具体的にはドーピング濃度及びドーパント・プロファイルの操作、製造ランにおけるファイバの周期的ドーピング、他の改良に関して進歩を続けている。 Fiber manufacturing process, specifically the operation of the doping concentration and dopant profile, the periodic doping of the fiber in the production run has continued to progress with respect to other improvements. 米国特許第6,532,774号「グラスファイバ・プリフォームにおける希土類の高レベル濃縮の提供方法」は、複数のドーパントの同時ドーピングの改良されたプロセスを明示している。 U.S. Patent No. 6,532,774, "provides a method for high-level concentration of the rare earth in the glass fiber preform" is clearly an improved process simultaneous doping multiple dopants. さらにドーパント濃縮の向上に成功すれば、ドープされるコアの直線的ベルデ定数及び非線形効果をも促進するドープされたコアの性能を直接向上させることができる。 In more successful in improving the dopant concentration can also improve the performance of core doped to promote direct linear Verdet constant and non-linear effect of the core is doped.

最後に、光ファイバの大量生産モードは、構造化されたファイバの欠陥に関するバルク検査を見込んだコンポーネントの検査体制を有効化し、ファイバのロングランの欠陥部分がファイバ成分の切断及びルーミング・プロセスにおいてマークされかつ放棄されることを可能にする。 Finally, mass production mode optical fiber, to enable the inspection system components in anticipation bulk test for defects in the structured fiber, defect of long runs of fiber is marked in the cutting and rooming process of fiber component and to allow it to be abandoned. 従って、大規模半導体プロセス・ベースのLCD及びPDPの壊滅的な欠陥率、延ては不良品発生率が回避される。 Accordingly, catastrophic failure rate of large-scale semiconductor process-based LCD and PDP, the defective occurrence rate is Te extension is avoided.

性能パラメータ及び基本的なデバイス構成に関しては、線形的なファラデー効果が重要視されているが、偏光器/アナライザの光弁・スキームに実装される、偏光角を変えるために静磁場を使用することの本質は、所謂「非線形」偏光回転現象をも活用することを見込むものでもあり、ファラデー減衰器の光導波管構造体に所定の機能性が追加される。 With respect to performance parameters and basic device configurations, but linear Faraday effect is important, it is mounted on the light valve scheme polarizer / analyzer, using a static magnetic field to alter the polarization angle the essence of is also intended expect to take advantage also so-called "non-linear" polarization rotation phenomenon, certain functionality is added to the optical waveguide structure of the Faraday attenuator. 「非線形」は、ファラデー効果の一般的な式における直線的なベルデ定数パラメータのそれより大きい勾配を有する、数学的には応答曲線として記述される場合もある回転反応を指す。 "Nonlinear" has a greater slope than that of the linear Verdet constant parameters in the general formula of the Faraday effect, mathematically it refers to rotational reaction, sometimes described as a response curve.

物質の非線形応答の印加磁場への活用は、概して、典型的には電気的または光子的刺激を介する伝播媒体の励起を基礎とする。 Application to an applied magnetic field of non-linear response of the material is generally, typically based on excitation of the propagation medium via electrical or photonic stimulus. 即ち、光学的にアクティブな媒体は、上記媒体に電流を通してその状態を変える電極の作動により、もしくは上記媒体を光学的にポンピングしてその媒体の共振または近共振を達成するコヒーレントな光ビームにより励起される。 Namely, optically active media, by the operation of the electrode changing its state through current to the medium, or optically pumping the medium excited by the coherent light beam to achieve a resonant or near-resonant of the medium It is.

集積型ファラデー減衰器光導波管デバイスに対する付帯的変更を伴う、ファラデー−スターク効果及び光ポンピングという2つの基本的体制について考察する。 Involving extrinsic changes to the integrated Faraday attenuator optical waveguide device, Faraday - consider the two basic systems that Stark effect and optical pumping.

図21は、変調器2100に関する本発明の好適な代替実施形態を示す略図である。 Figure 21 is a schematic diagram of an alternative preferred embodiment of the present invention relates to modulators 2100. 変調器2100は、図9に示すより一般的な変調器900の特殊な変形である。 Modulator 2100 is a special variant of the common modulator 900 than shown in FIG. 変調器2100は、導波チャネル2110と、関連の第1の境界領域2115を含む複数の境界領域とを有する導波管を画定するトランスポート2105を含む。 Modulator 2100 includes a waveguide channel 2110, the transport 2105 to define a waveguide having a plurality of boundary regions including the first boundary area 2115 associated. トランスポート2105の入力端の内または上には入力波特性プロセッサが配置され、トランスポート2105の出力端の内または上には出力波特性プロセッサが配置される。 The upper or of the input end of the transport 2105 is arranged input wave characteristics processor, the output wave characteristics processor is arranged in or on of the output end of the transport 2105. 境界領域の1つには、例えばチャネル2110内に長手方向へ配向される磁場を生成するためのコイルフォーム構造体である波動特性変更メカニズムの生成を有効化するためのインフルエンサのエレメント2120が埋め込まれる。 Embedded One of the boundary region, for example the element 2120 influencer for enabling generation of a wave characteristic changing mechanism is a coil foam structure for generating a magnetic field oriented in the longitudinal direction in the channel 2110 It is. トランスポート2105は、放射線源からWAVE_INのための放射線を受け取り、変調された波動成分を出力する。 Transport 2105 receives radiation for WAVE_IN from the radiation source, and outputs the modulated wave component. 各エレメント2120には(例えば後に図24に示す「X」アドレッシング・フィラメント及び「Y」アドレッシング・フィラメントのような)1対のカプラ2125を介して変調器2100のコントローラ(図示されていない)が結合され、各トランスポート2105を介して伝播する放射線の独立的制御を供給する。 Each element 2120 binding (Figure 24 shows such as "X" addressing filaments and "Y" addressing filament after for example) a pair of coupler 2125 to over by the modulator 2100 controller (not shown) It is, supplies the independent control of the radiation propagating through the respective transport 2105. インプリメンテーションによっては、コントローラは、各トランスポート2105を制御するための離散成分を有してもよい。 Some implementations, the controller may have a discrete component for controlling the transport 2105. 変調器2100は、導波管内に配置される、導波管を介して伝播する放射線のインフルエンサ反応を補強する複数の構成要素を含む。 Modulator 2100 is positioned within the waveguide includes a plurality of components to reinforce the influencer reactions of radiation propagating through the waveguide. 変調器2100がファラデー効果を使用するように構成される場合、インフルエンサは導波管の伝達軸に平行な磁場を生成する。 When the modulator 2100 is configured to use the Faraday effect, influencer generates a magnetic field parallel to the transmission axis of the waveguide. 磁場の大きさ、磁場が伝播放射線に作用する経過時間及びベルデ定数は全て、インフルエンサ反応に影響する。 The magnitude of the magnetic field, the elapsed time and the Verdet constant magnetic field is applied to the propagation radiation all of which influence the influencer reaction. 上記構成要素は、インフルエンサ反応を強化するために有効ベルデ定数を上げる。 The component raises the effective Verdet constant to enhance the influencer reaction. 先の式1に示すように、ファラデー反応は概して線形応答として記述される。 As shown above Equation 1, the Faraday reaction is generally described as a linear response.

共振ファラデー回転及び量子閉じ込め式スターク・シフトを基礎とする光電効果は、米国特許第5,640,021号(本参照により本明細書に明示的に援用される)において展開され、記述されている。 Photoelectric effect based upon the resonance Faraday rotation and quantum confinement type Stark shift is developed in U.S. Patent No. 5,640,021 (expressly incorporated herein by this reference), it is described . 量子閉じ込めスターク効果により供給される励起子エネルギーの同調性と組み合わされた励起子ファラデー回転の共振性を活用することにより、電場を使用して量子井戸構造体におけるファラデー回転を制御することが可能である。 By utilizing the resonance of synchrony combined with excitons Faraday rotation of the exciton energy supplied by the quantum confinement Stark effect, it is possible to use an electric field to control the Faraday rotation in the quantum well structure is there. 電界は高速変調が可能であり、永久磁石によりもたらされるようなDC磁場を使用する高速変調器の構築が許容される。 Field is capable of high-speed modulation, construction of a high-speed modulator using a DC magnetic field, such as provided by the permanent magnet is allowed. '021特許の発明者は、有効幅350ÅのGaAs単一量子井戸を有する構造体におけるカー反射ジオメトリにおいてこの効果を観測した(Z.K.Lee、D.Heiman、M.Sundaram、A.C.Gossard共著、複合半導体に関する第22回国際シンポジウム会報、韓国、1995年。)あらゆる目的で本参照により本明細書に明示的に援用される。 '021 patent the inventor has observed this effect in the car reflection geometry in a structure having a GaAs single quantum well effective width 350Å (Z.K.Lee, D.Heiman, M.Sundaram, A.C. Gossard co, 22nd International Symposium Transactions on composite semiconductor, Korea, is 1995.) expressly incorporated herein by this reference for all purposes. 僅か1Tの磁場の使用により、11度の電界可同調回転変化が達成された。 The use of a magnetic field of only 1T, electric field tunable rotation change of 11 degrees is achieved. 他の材料系についても、ファラデー−スターク効果の規模及び動作状態を推定すべく調査された。 For other material systems, Faraday - were examined to estimate the scale and operation conditions of the Stark effect. 達成可能な最大ファラデー回転はバンドギャップの高い材料でより高かったが、これらはより高い磁場の達成を必要とする。 Although the maximum Faraday rotation achievable were higher with a high band gap materials, they require to achieve higher magnetic fields. さらに、マンガンをII−VI族半導体へ添加すると、場合によっては室温用のデバイスであっても必要な磁場が減ることが発見された。 Furthermore, the addition of manganese to the group II-VI semiconductor, in some cases it has been discovered that it reduces the required magnetic field be a device for room temperature.

物質の非線形応答の印加磁場への活用は、概して、典型的には電気的または光子的メカニズムを介する伝播媒体の励起を基礎とする。 Application to an applied magnetic field of non-linear response of the material is generally, typically based on excitation of the propagation medium via electrical or photonic mechanism. 即ち、光学的にアクティブな媒体は、上記媒体に電流を通してその状態を変える電極の使用により、もしくは上記媒体を光学的にポンピングしてその媒体の共振または近共振を達成するコヒーレントな光ビームにより励起される。 That is, the optically active medium, the use of electrodes for changing its state through current to the medium, or optically pumping the medium excited by the coherent light beam to achieve a resonant or near-resonant of the medium It is. 図21は、前者の原理を使用する励起システムの一例であり、図22、及び図30、図39及び図40の所定の実装は後者の励起システムの例である。 Figure 21 is an example of an excitation system using the former principle, 22, and 30, predetermined mounting of FIG. 39 and FIG. 40 is an example of the latter excitation system.

集積型ファラデー減衰器光導波管デバイスに対する付帯的変更を伴う2つの基本的体制について考察する。 Consider two basic systems with attendant changes to the integrated Faraday attenuator optical waveguide device. (a)ファラデー−スターク回転。 (A) a Faraday - Stark rotation. 米国特許第5,640,021号「ファラデー−スターク磁気光電デバイス」に記述されているように、「共振」ファラデー効果は、「励起光のエネルギー(波長)が量子井戸の1対の伝導及び原子価ゼーマン分裂サブバンド間のエネルギー差と一致する度毎に半導体量子井戸に示される。」「20世紀最後の四半世紀において知られた量子閉じ込めスターク効果は、半導体材料の量子井戸を介して当てられる励起光の透過(吸収)スペクトルが同調電極を介して印加される電位を変更される方法を指定している。」本発明の好適な一実施形態では、非線形ファラデー−スタークの活用は、励起システムに、例えば薄膜上に製造された、またはナノリソグラフィ式に配置/プリントされた同調電極を供給することによって達成され、これらは U.S. Patent No. 5,640,021 - as described in "Faraday Stark magnetic photoelectric device", "resonance" Faraday effect "excitation light energy (wavelength) a pair of conduction and atomic quantum wells to degrees every match the energy difference between the valence Zeeman splitting subbands shown in semiconductor quantum wells. "known quantum confined Stark effect in the" 20 century last quarter century, devoted through the quantum well semiconductor material . transmittance (absorption) spectrum of the excitation light is to specify how to change the potential applied via a tuning electrode "in one preferred embodiment of the present invention, non-linear Faraday - utilization of Stark, excitation system to, for example, fabricated on a thin film, or be achieved by supplying a tuning electrode arranged / printed nanolithography expression, they (巻繊パターン及びトランジスタと共に1つのプリント回路薄膜内に結合されてもよい)導波管/ファイバをラッピングするか、もしくはファイバ上でのディップペン・ナノリソグラフィ(同じく他のエレメントが蒸着される間に任意選択で実行される)によりファイバの軸上へ互いに反対に位置づけられる。 During (the winding pattern and one printed circuit may be coupled to a thin film with transistor) or wrapping waveguide / fiber or dip pen nanolithography (also other elements on the fiber, it is deposited positioned opposite each other on the axis of the fiber by to) performed optionally in. コーティングまたはクラッディングはまずコイルフォーム層へ追加され、コイルフォームの「下部」及び「上部」への接触は援用した特許出願に開示されている穿孔方法によって有効化される。 Coating or cladding is first added to the coil foam layer, the contact of the "bottom" and "top" of the coil form is enabled by drilling method disclosed in the incorporated patent application. これらの接触ポイントとコーティングまたはクラッディングの表面上の90度のオフセットとの間には、指示されるプロセスにより、または非接着ストリップで分離される導電コーティングの焼鈍により電極が形成される。 Between these contact points and the coating or 90 ° offset on the surface of the cladding, the process is instructed, or the electrode by annealing the conductive coatings separated by a non-adhesive strip is formed.

このように、変調器2100は、単独のファラデー効果よりも強化された非線形応答であるこのファラデー−スターク効果を使用してインフルエンサ反応を強化するための励起システムのエレメントを含む。 Thus, modulator 2100, Faraday a nonlinear response reinforced than Faraday effect alone - contains elements of the excitation system for enhancing influencer reaction using Stark effect. 従って、この強化は、ファラデー効果線形応答の式の変数のうちの1つまたは複数は低減されてもよく、しかも所望される回転制御は生成されることを規定する。 Therefore, this enhancement is one or more of the expressions of a variable Faraday effect linear response may be reduced, yet desired rotation control defines to be generated. 励起システムは、変調器2100の有界層内で互いから軸方向に配置される1対の同調電極(例えば、陽極2125及び陰極2130)を含む。 Excitation system includes a tuning electrode pair disposed from each other in the axial direction in a bounded layer of modulator 2100 (e.g., an anode 2125 and a cathode 2130). 各電極には、透過性/非導電性の接点(例えば、第1の接点2135及び第2の接点2140)が供給され、これらは対応する制御カプラ(例えば、第1の励起カプラ2145及び第2の励起カプラ2150)に連通される。 Each electrode, transparent / non-conductive contacts (e.g., a first contact 2135 and the second contact 2140) is supplied, these corresponding control coupler (e.g., a first excitation coupler 2145 and the second It communicates with the excitation coupler 2150). これらの電極は、変調器2100内にスターク効果を発生させる励磁電流を生成する。 These electrodes, generates an excitation current for generating the Stark effect in the modulator 2100.

変調器2100の動作に関する下記の論考を単純にするために、図21は、コントローラによって独立して制御される単一の画像エレメント(ピクセル)を生成する特定のカラー・モデルを使用しない単一のピクセル/サブピクセルのオペレーションを示している。 To simplify the following discussion of the operation of the modulator 2100, FIG. 21, a single not to use a particular color model to generate a single image element are independently controlled by a controller (pixels) It shows the operation of pixel / sub-pixel. さらに、これまでの論考は、伝播放射線の振幅を制御可能式かつ再生可能式に変えるために使用され得る影響システムの異なるメカニズムについて述べているが、以下の論考では、伝播放射線の偏光角を制御可能式に回転し、かつこの変更された放射線を伝達軸角度と伝播放射線の非回転角度との間の既知の関係性を有する偏光器アナライザへ印加するためのファラデー−スターク効果を使用するオペレーションを引用する。 Further, discussion so far, although describes different mechanisms affecting system that may be used to vary the amplitude of the propagating radiation controllable type and reproducible expression, in the following discussion, controls the polarization angle of propagation radiation the operation using the Stark effect - rotates to allow expression, and Faraday for applying the modified radiation to polarizer analyzer having a known relationship between the transmission axis angle and the non-rotation angle of the propagation radiation quote.

作動中、変調器2100は、例えばRED WAVE_IN、GREEN WAVE_IN及びBLUE WAVE_INのうちの1つをトランスポート2105へ供給するソースから色成分を受け取る。 In operation, modulator 2100, for example RED WAVE_IN, receive color component from a source for supplying one to the transport 2105 of GREEN WAVE_IN and BLUE WAVE_IN. 入力波特性プロセッサは、インフルエンサ・システムによる影響にとって所望される特性を有する波動成分を生成する。 Input wave characteristics processor generates a wave component having the desired properties for the impact of the influencer system. 本例では、プロセッサは特定の初期角度配向(例えば、「ゼロ」度における左偏光放射)を有する特定の偏光を生成する。 In this example, the processor specific initial angular orientation (e.g., left-polarized radiation in the degree "zero") to generate specific polarized light having a. 特別に偏光されて配向された個々の色の波動成分はトランスポート1005を介して伝播し、ここでコントローラは、インフルエンサ・エレメント2120により、かつ励起システムの追加の影響により発生される磁場のために波動成分の規模に独立制御をアサートする。 Specially wave component of each color that is oriented polarized propagates through the transport 1005, where the controller, the influencer element 2120, and because of the magnetic field produced by addition of the influence of the excitation system asserting the independent control on the size of the wave components. 先に説明したように、磁場の規模及び励起システムの強化は、チャネル2110を介する伝播放射線の偏光回転の変化に影響を与える。 As described previously, enhancement of scale and excitation system of the magnetic field affects the change in the polarization rotation of the propagating radiation through the channel 2110. 次に、放射線の最終的な偏光角は、色がコントローラ及び励起システムに応答して最高輝度から「オフ」までのどこにでも変調されるように、出力プロセッサ(例えば、入力プロセッサの伝達軸に対して90度のオフセットで配向された伝達軸を有する偏光器アナライザ)へ適用される。 Then, the final polarization angle of radiation, so that the color is modulated anywhere from the maximum brightness in response to the controller and excitation system to "OFF", the output processor (e.g., with respect to transmission axis of the input processor applied to the polarizer analyzer) with a transmission shaft which is oriented at 90 degrees offset Te. ディスプレイは、複数のピクセルを1つのマトリクスに配列することにより製造される。 Display is manufactured by arranging a plurality of pixels into a single matrix.

変調器2100は、変調器900と同様に、マクロ−ピクセル・レベル(チャネルの組合わせ)において、もしくは各サブピクセル・チャネルについて減衰の平滑化を使用してもよい。 Modulator 2100, similar to the modulator 900, the macro - at the pixel level (channel combination), or may be used to smooth the attenuation for each subpixel channel. ディスプレイ・システムの相対ジオメトリ及び個々のチャネルのサイズに依存して、場合により、具体的にはディスプレイの寸法が増大するにつれて単一のピクセルは複数の変調器2100から成ることがあり、これによりディスプレイ・ピクセルの実際の物理的寸法は増大される。 Depending on the display system the relative geometry and size of the individual channels, optionally, specifically a single pixel as the size of the display increases may consist of a plurality of modulators 2100, thereby display - the actual physical dimensions of a pixel is increased.

図22は、光ポンピングを使用する励起システムの好適な代替実施形態を含む変調器2200を示す略図である。 Figure 22 is a schematic diagram illustrating a modulator 2200 that includes a preferred alternative embodiment of the pumping system using the optical pumping. 光ポンピングは、技術的にはファラデー−スターク効果のような強化された非線形効果でなくてもよいが、基本的なファラデー変調スキーマを増補するものではあり、このため、本好適な実施形態では「非線形効果」の範囲に含まれるものとされる。 Optical pumping is technically Faraday - may not be enhanced nonlinear effect, such as Stark effect, but there is intended to augment the basic Faraday modulation scheme, Therefore, in this preferred embodiment " It is intended to be included within the scope of the non-linear effect. " 変調器2200は、偏光器2205と、導波領域をポンピングするためのコヒーレント光2215を生成する集積型LASER生成構造体2210と、変調領域2220(機能的に変調器900と等価)と、アナライザ2225とを含む。 Modulator 2200, a polarizer 2205, the integrated LASER product structure 2210 for generating a coherent light 2215 for pumping the waveguide region, and the modulation region 2220 (functionally modulator 900 equivalent), analyzer 2225 including the door.

本発明の好適な一実施形態では、非線形ファラデー−スタークの活用は下記のように達成される。 In one preferred embodiment of the present invention, the non-linear Faraday - Stark utilization is achieved as follows. (i)薄膜上に、(巻繊パターン及びトランジスタと共にプリント回路薄膜内に結合されてもよい)ファイバをラッピングする、もしくはファイバ上でのディップペン・ナノリソグラフィ(同じく他のエレメントが蒸着される間に任意選択で実行される)によりファイバの軸上へ互いに反対に位置づけられる同調電極が製造される、(ii)コーティングまたはクラッディングがまずコイルフォーム層へ追加され、コイルフォームの「下部」及び「上部」への接触が本明細書において別記開示されている穿孔方法によって有効化され、(iii)これらの接触ポイントとコーティングまたはクラッディングの表面上の90度のオフセットとの間に、指示されるプロセスにより、または非接着ストリップで分離される導電コーティングの焼鈍に (I) on the thin film, while wrapping (the winding pattern and may be coupled to a printed circuit film together with the transistor) fiber, or the dip pen nanolithography (also other elements on the fiber is deposited tuning electrodes positioned oppositely on the axis of the fiber is produced by the executed optionally) a, (ii) coating or cladding is first added to the coil foam layer, "bottom" of the coil former and " contact to top "is enabled by drilling methods are elsewhere disclosed herein, are indicated between (iii) the offset of 90 degrees on the surface of these contact points and the coating or cladding the process or annealing of the conductive coatings separated by a non-adhesive strip り電極が形成される。 Ri electrodes.

回転媒体の光ポンピングにより達成される非線形ファラデー回転。 Nonlinear Faraday rotation is achieved by optical pumping of the rotating media. 光学的にポンピングされる共振または近共振媒体から非線形応答を実現するための多くのコンフィギュレーションは、技術上周知である。 Many configurations for implementing the non-linear response from the resonant or near-resonant medium is optically pumped are well known in the art.

非線形ではないが、それにも関わらず特異的に高速である「増補」されたファラデー減衰スキームは、米国特許第6,314,215号において「アルカリ蒸気または他の媒体における偏光回転は...動作率がポンプ・フィールドの振幅に比例する場合、全ての光スイッチングに使用される。高速性は、原子状態のラビ・フロッピングにより、連続動作する単色原子ビームをポンプとして使用して達成される。」と記述されている。 But not non-linear, which is specifically fast nevertheless "augmented" by the Faraday decay schemes, polarization rotation in the "alkali vapors or other media in U.S. Patent No. 6,314,215 is ... operation If the rate is proportional to the amplitude of the pump field, it is used for all optical switching. high speed, due Rabbi Furoppingu the atomic state, is achieved using a monochromatic atomic beam which continuous operation as a pump. " It has been described as.

本発明の好適な一実施形態における任意の光ポンピング式非線形(または第6,314,215号特許におけるように線形)システムのインプリメンテーションは何れも、概して下記の2つの方法のうちの一方によって達成されるが、他の方法も本発明の範囲及び論理に包含される。 Any implementation of the system (linear as in or No. 6,314,215 patent) any light pumped nonlinear in the preferred embodiment of the present invention, generally by one of two ways: is achieved, other methods are within the scope and logic of the present invention.

a. a. 各々が「x」及び「y」軸に沿って展開される、コヒーレント(好適には不可視)光のビームをスイッチ・マトリクスのファラデー減衰器ファイバ成分の軸を介して横方向へ方向づける半導体レーザの何れかの「外部」アレイを実装する。 Each is deployed along the "x" and "y" axes, coherent (preferably visible) any semiconductor laser for directing a beam of light transversely through the axis of the Faraday attenuator fiber component of the switch matrix to implement the Kano "external" array. 構造エレメントが十分に透過性でない変形型のマトリクス・アッセンブリ・プロセスにとっては、この方法は実際的でない場合がある。 For variant of the matrix assembly process structural elements is not sufficiently permeable, the method may not be practical. このようなアレイは何れも、より直径の大きい導波管が使用されるように光学シーケンスを使用してもよく、ビームはここからさらに散乱されかつ再集束され、軸がポンピング・ビームに対して直角である複数列のファラデー減衰器が照明される。 Any such array may be used optically sequence to be greater waveguides more diameter are used, the beam is further scattered and refocused Here, the axis with respect to the pumping beam Faraday attenuator plurality of rows at a right angle is illuminated. ポンピングは、全ての完全な列を共振または近共振へと励起するに足る強度を有するものでなければならない。 Pumping, it shall have an intensity sufficient to excite into resonance or near resonance of all complete columns.

b. b. ファイバ成分の軸を介するポンピング・ビームの実装。 Implementation of the pumping beam over the axis of the fiber component. これは、i. This is, i. レーザ・ポンプ(半導体レーザ・アレイ、他)を介して、FPDまたはスイッチ・モジュールの相対的「裏面」における、または「垂直」半導体実施形態の溶融ファイバ基板と同程度の「下」、もしくは「プレーナ」半導体実施形態と同じ軸上にある照明キャビティにおいて(本出願で後に開示する実施形態参照)、もしくはii. Laser pump (semiconductor laser array, etc.) via, FPD or relative switch module in the "back side", or "vertical" comparable to the fused fiber substrate of the semiconductor embodiment "below" or "planar in the illumination cavity is on the same axis as the "semiconductor embodiment (see embodiments disclosed later in this application), or ii. ファイバ構造体自体へ一体式に、の何れかによって達成されてもよい。 The integral to the fiber structure itself, may be achieved by either. これらはファイバ統合レーザであり、光通信分野ではその多くの変形が周知である。 These are fiber integrated laser, the optical communication field is well known that many variations. 集積型ファラデー減衰器光ファイバ成分の製造プロセスにおいては、これらの構造体が実装されなければならない。 In the manufacturing process of the integrated Faraday attenuator optical fiber components, these structures must be implemented. ファイバの一部は、ファイバ・レージングを実装するために周期的に構造化される(横方向の高輝度レーザに暴露されるとファイバ内グレーティング構造体を形成する光反応性物質でドープされる)。 Some of the fiber (doped with photoreactive material forming the when exposed to high-intensity laser transverse fiber grating structure) that periodically structured is to implement a fiber lasing . この成分は、回転用コイルフォームを組み込むファイバの範囲外であれば、集積型ファイバ成分におけるどこに位置決めされてもよい。 This component, if outside the range of fiber incorporating a rotary coil forms, may be positioned anywhere in the integrated fiber component.

照明ユニットからのファイバの外であれ、ファイバ構造体に統合されるものであれ、ファイバの軸を介するこのようなポンピングは何れも、ファイバ成分の出力端と最終ディスプレイ表面の光学素子との間に配置される薄膜フィルタによって濾波されるように不可視のポンピング・ビームを実装すべきである。 It is outside of the fiber from the lighting unit, whether intended to be integrated into the fiber structure, any such pumping through the axis of the fiber, between the optical elements of the output end and the final display surface of the fiber component should implement invisible pumping beam to be filtered by the arrangement is the thin film filter. 完全な固体である光学的ポンプ媒体の場合、ファイバの微小構造に対するこれ以上の変更は不要である。 For optical pumping medium is a complete solid, further changes to the microstructure of the fiber is not required. 但し、ポンピング用の蒸気及び共振キャビティを実装する場合は、微小気泡またはキャビティを導入する必要がある。 However, when implementing the vapor and resonant cavities for pumping, it is necessary to introduce fine bubbles or cavities. これは、微小気泡状態の希薄アルカリ蒸気をもたらすためにアルカリ性ドーパントの添加との組合わせにより十分なアルカリ分子を浸出させることができる、本明細書において別記参照されている熱処理プロセスによって達成されてもよい。 This can leach sufficient alkali molecules by a combination of the addition of alkali dopants to provide a dilute alkali vapor microbubble state, be achieved by a heat treatment process that is elsewhere referred to herein good. もしくは微小気泡は、本明細書において別記開示されているようにプリフォーム段階で導入され、放たれてもよい。 Or microbubbles is introduced in the preform stage As elsewhere disclosed herein, may be emitted.

さらなるディスプレイ成分のファイバへの集積及び上記成分の製造方法、のために含まれる追加コンポーネントの実施形態。 Method for producing integrated and the component of the fiber further display component embodiment of the additional components that are included for. 先の好適な実施形態では、一般的な光ファイバ・パラダイムが明示されているが、他の光ファイバ構造体もその個々に特有の長所を備えている。 In the foregoing preferred embodiment, the common optical fiber paradigm is expressly provided with a unique advantage in its individual Other optical fiber structure. 具体的には、事実上フォトニック・バンドギャップ構造体による導波を実装するフォトニック結晶ファイバは、潜在的に標準的な中実コア及びクラッディング・ファイバより光学効率が大きくさえあり、製造コスト効率が達成されれば全体直径はさらに小さくなる可能性がある。 Specifically, a photonic crystal fiber for implementing a waveguide by practically photonic bandgap structures, potentially there optical efficiency even greater than in standard solid core and cladding fibers, the manufacturing cost overall diameter if efficiency is achieved is likely to be further reduced.

さらに、他の光ファイバ構造パラダイムも存在し、かつ見込まれる可能性がある。 Moreover, also present another optical fiber structure paradigm, and it is expected possible. とりわけ、「内側のクラッディング及びコアの周りにコイルフォームの外部導電クラッディングを製造するためのツイスト・ファイバ」に関連して既に本明細書において別記参照されている以前のパラダイムは、R、G、Bカラーを構造的に単一のファイバとして統合する機会を提供している。 Especially, previous paradigm is elsewhere referred to in already herein in connection with the "inner cladding and twisted fibers for the production of external conductive cladding of the coil form around a core", R, G and it provides an opportunity to integrate B color as structurally single fiber.

フォトニック結晶パラダイム及び渦巻型スーパーフィシャル・チャネル・ファイバ・パラダイムは共に、既に開示されている構造体及び製造方法に対する下記のような何らかの修正を必要とする。 Photonic crystal paradigms and spiral superficial channel fiber paradigm Both require some modifications as described below with respect to the structure and the manufacturing method already disclosed.

フォトニック結晶ファイバ(PCF)。 Photonic crystal fiber (PCF). シリカ・フィラメントの溶融及びそれによる中空チャネルの形成によって製造されるPCF。 PCF manufactured by forming a hollow channel melting and by its silica filaments.

I. I. ベルデ定数を上げるための一次光チャネルの操作の実装。 Operation implementation of the primary light channel to increase the Verdet constant. そうでなければ中空の連続するチャネルPCFにおける空気のベルデ定数となるはずのベルデ定数を上げるために、中央チャネルは液体ポリマまたは他の溶液で充填され、次いで紫外光または他の技術上周知の化学的硬化メカニズムによって硬化されなければならない。 Otherwise to increase the supposed Verdet constant become Verdet constant of air in the hollow of the successive channel PCF, the center channel is filled with a liquid polymer or other solution and then ultraviolet light or other techniques known in the chemical It must be cured by the curing mechanism. この液体ポリマまたは硬化型の化学溶液は、YIG、Tbまたは他の最上質の光学的にアクティブな材料の溶解固形物または不純物で化学的に構成されかつ/またはこれらを含む。 The liquid polymer or curable chemical solution comprises YIG, chemically composed of Tb or other dissolved solids of optically active material of top quality or impurity and / or these.

II. II. サブピクセル・カラーのファイバ成分への一体的実装。 Integrally mounted to the fiber component of the sub-pixel color. 同様に、液体ポリマまたは硬化型溶液はRGB色選択またはフィルタリングをファイバに一体式に実装するために色素ドープされる。 Similarly, the liquid polymer or curable solution is dye-doped to implement the integral RGB color selection or filtering fiber.

III. III. フェリ磁性−強磁性(及び、任意選択として永久磁性)材料のファイバ構造体への実装。 Ferrimagnetic - ferromagnetic (and permanent magnetic optionally) Implementation of the fiber structure of the material. このタイプのPCF製造では、シリカ・フィラメントはフェリ磁性/強磁性ドーパントによって事前にドープされ、その他のもの、または上記フィラメントの幾分か、もしくは全てが永久磁性ドーパントによってもドープされる。 This type of PCF manufacture, silica filaments are doped in advance by the ferrimagnetic / ferromagnetic dopant, others, or some of the filaments, or all also be doped by the permanent magnetic dopant. 好適には、ほんの僅かなフィラメントが永久磁化可能ドーパントでドープされかつ強力な磁場によって永久的に磁化された上で他のシリカ・フィラメントと組み合わされ、共に溶融及び引抜きを経てPCFを形成する。 Preferably, only a few filaments are combined with other silica filament on which is permanently magnetized by doped and strong magnetic field in the permanent magnetizable dopant to form a PCF together through melting and withdrawal.

IV. IV. コイルフォームを含む他の構造体は、好適には、複数のドープされた(フェリ磁性−強磁性及び永久磁性の)ロッドを含むPCFのプリフォームへ付加されるクラッディングを介して製造される。 Other structure including the coil former is preferably a plurality of doped - is produced through the cladding to be added to the preform PCF containing (ferrimagnetic ferromagnetic and permanent-magnetic) rod. その後の方法は、一般的な光ファイバまたは論理的変形及びその適応形に関して開示した通りである。 Subsequent method is as disclosed with respect to a general optical fiber or logical modifications and adaptive.

コア及びクラッディングによる一般的な光ファイバの熱処理、及びそれによりフォトニック・バンドギャップ構造体を形成するための穴構造体の形成により製造されるPCF。 Heat treatment of common optical fiber by the core and cladding, and a PCF thereby produced by the formation of the hole structure to form a photonic band gap structure. 本方法によれば、本明細書において別記参照されているように標準的なファイバが使用され、かつ初期の引抜き及び加工の後に処理される。 According to this method, as is elsewhere referred to herein is a standard fiber is used and is processed after the initial withdrawal and processing. 従って、光ファイバ成分の構造体におけるファラデー減衰器機能の製造に関して本明細書において別記開示されている構造体及び製造方法は、この形式のPCFが規格ファイバを扱う場合にも事実上等しく当てはまる。 Therefore, the structure and manufacturing method that are elsewhere disclosed herein for the preparation of Faraday attenuator function in the structure of the optical fiber component, PCF this form of true equally effectively when dealing with standard fiber.

米国特許第3,976,356号「ファイバ軸に平行な場生成構造体」を参照する、コアのある、またはコアのないファイバの表層にカットされる3つのヘリカル・チャネル(RGB)。 U.S. reference to Patent No. 3,976,356, "parallel field-generating structure to the fiber axis", three helical channel cut into the surface of a core free or coreless fiber (RGB). 図39は、ピクセル/サブピクセルを製造すべく制御可能な放射線の多チャネルを構成しかつ伝播するための代替システム3900の好適な一実施形態を示す略図である。 Figure 39 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of the alternate system 3900 for configuring and propagate multiple channels of controllable radiation in order to produce a pixel / sub-pixel. システム3900は、中心サポート3905と、サポート3905の長さに渡って進む複数の螺旋状の溝3910とを含む。 System 3900 includes a central support 3905, and a plurality of spiral grooves 3910 advances over the length of the support 3905. システム3900は、2つ以上の溝3910を使用して変調器4100(図41に関連して後述する)の実施形態を実装してもよい。 System 3900 may implement embodiments two or more grooves 3910 modulator 4100 using (described below in connection with FIG. 41). 論議を単純にするために、システム3900は、各溝が適用可能なカラー・モデルの原色(例えば、RGB)のうちの1つをサポートする3エレメント・モデルを実装して示されている。 For simplicity of discussion, the system 3900, each groove applicable color model colors (e.g., RGB) are shown implements 3 element model that supports one of the. システム3900は、単一の物理的構造体がピクセルの全サブピクセル等の複数の部分構造体をサポートすることを許容する。 System 3900, a single physical structure allows to support multiple partial structure such as all sub-pixels of a pixel. 図40は、図39に示すシステム3900の略端図であり、任意選択の中心コア4000の存在をさらに示している。 Figure 40 is a schematic end view of the system 3900 shown in FIG. 39, further indicates the presence of center core 4000 optional. これらの実施形態の追加的詳細は、本明細書に記述されている。 Additional details of these embodiments are described herein. 図30は、システム3000を製造するために励起システムの一エレメントがコア3900内に配置されるシステム3000の好適な代替実施形態を示す。 Figure 30 illustrates a preferred alternative embodiment of the system 3000 in which one element of the excitation system is located in the core 3900 in order to produce a system 3000.

参照文書には、複数のヘリカル・トラックがファイバ・プリフォーム内でカットされ、「トラック・プリフォーム」からの光学的に区別化された「トラック材料」で充填され、次いで典型的には捻られて引き抜かれてもよいことが開示されている。 Reference document, a plurality of helical track is cut in the fiber preform is filled with the optically differentiated from "track preform" "track material", then typically twisted it may be withdrawn Te have been disclosed. 具体的には、3つのトラックが実現されることが記述されている。 More specifically, it is described that three tracks are realized. この形式の光ファイバ構造体及びその製造方法が初めて確立されて以来、ファイバ製造における最新技術は著しく向上し、現在は、このパラダイムに従って構成されかつ製造されるファイバの性能をさらに向上させる方法を利用可能である。 Since optical fiber structure and a manufacturing method thereof of this type is first established, the state of the art is remarkably improved in fiber manufacturing, is currently using the method to further improve the performance of the constructed and fibers produced in accordance with this paradigm possible it is.

実際には、かつ論理的には、3つまたはそれ以上のヘリカル・スーパーフィシャル導波トラックを有するファイバの製造は、平均して、単一コアを有する規格シングルモード・ファイバのそれより大きいファイバ直径をもたらす。 In practice, and logically, the production of three or more helical super Fi fibers with interstitial waveguide tracks, on average, larger fiber diameter than that of the standard single-mode fiber having a single core bring. 上述の1970年代の最新技術特許に記載されている直径は500ミクロンであり、下限は100ミクロンであった。 Diameter that is described in the state of the art patents above 1970 is 500 microns, the lower limit was 100 microns.

しかしながら、この結合された断面積はクラッディング及びクラッディングに組み込まれるファラデー減衰器機能の寸法を含む3つの別々の色素ドープされた、またはコーティングされたサブピクセル・ファイバの実装によりもたらされることを考慮すると、マルチトラック・ヘリカル・スーパーフィシャル「モノリシック」の正味寸法は、3つの個々のRGBサブピクセル・ファイバを合計した寸法より遙かに少なくなると思われる。 However, the cross-sectional area of ​​this combined is considered to be caused by the implementation of three separate dye doped or coated subpixel fibers, including the dimensions of the Faraday attenuator function incorporated in the cladding and cladding then, the net dimensions of the multi-track helical superficial "monolithic" is believed to be less far than the size of the sum of the three individual RGB subpixel fiber. さらに、3色を1つのファイバに統合することにより、製造コスト効率は潜在的に上がる。 Furthermore, by integrating the three colors in a single fiber, manufacturing cost efficiency increased potential.

3トラック・ヘリカル・スーパーフィシャル・ファイバにおける必須機能を実装するために実行することが好適な調整には下記が含まれる。 3 is a suitable adjustment be performed to implement the required functions in the track helical superficial fibers may include the following.

I. I. カラー・サブピクセルの実装。 Implementation of the color sub-pixels. 個々のRGBトラック材料は各々、本明細書において別記開示されているパターンに従って色素ドープされる。 Individual RGB track material are each dye-doped in accordance with a pattern are elsewhere disclosed herein.

II. II. 任意選択である、永久的に磁化されるコンポーネント。 It is optional, permanently component to be magnetized. ヘリカル・スーパーフィシャル・トラックに加えて、コアを供給してもよい。 In addition to helical superficial track, it may be supplied to the core. このコアは、規格ファイバに関して先に開示した通りに任意選択でドープされてもよい。 The core may be doped optionally as disclosed above with respect to standard fiber. またコアの追加は、トラック材料を刺激するためのファイバ・レーザの機能性及び非線形的なファラデー関連効果の実装を含む他の機能性及び集積成分を実装するための軌道も供給する。 The additional core supplies raceway for implementing other functionality and integrated components including the implementation of the functionality and nonlinear Faraday related effects of fiber laser to stimulate track material.

III. III. YIG、Tb、TGGまたは最上質の光学的にアクティブなドーパント。 YIG, Tb, TGG or top quality of the optically active dopant. 色素の場合と同様に、トラック・プリフォーム材料には光学的にアクティブなドーパントが添加される。 As with the dye, the track preform material optically active dopant is added.

IV. IV. フェリ磁性/強磁性ドーパント。 Ferrimagnetic / ferromagnetic dopant. 薄いクラッディング、またはファイバ及びその3つのヘリカル・スーパーフィシャル導波トラックを囲むコーティングに添加されるドーパント。 Thin cladding or fiber and three helical Super Fi dopant added to the coating surrounding the interstitial waveguide tracks.

V. V. コイルフォーム。 Coil form. 3つのスーパーフィシャル・ヘリカル導波管はそれ自体がファイバの軸の周りの渦巻形式であることから、ツイスト方法によるコイルフォームの実装は、総じてファイバにとって実際的でない。 Three superficial helical waveguide since itself a spiral form around the axis of the fiber, the coil form implementation twist method is not practical for general fiber.

VI. VI. チャネル・プリフォームの捻り。 Twisting of the channel preform. しかしながら、トラック・プリフォーム材料自体にはツイスト方法を使用してもよい。 However, the track preform material itself may be used twist method. この場合は2種類のコーティング、即ち、第1(内側)のフェリ磁性/強磁性コーティング及び、内側のコーティング内の残留フラックスによって持続されるパルス・フィールドを生成する第2(外側)の導電コーティングがプリフォームに施される。 In this case, two types of coatings, i.e., ferrimagnetic / ferromagnetic coating of the first (inner) and the conductive coating of the second (outer) for generating a pulse field is sustained by the residual flux in the inside of the coating It is applied to the preform.

VII. VII. エピタキシャルに巻かれる薄膜テープにプリントされる巻上げの使用。 Use of the winding is printed on a thin film tape is wound epitaxially. 規格ファイバに関連して開示したように、ファイバの周りを包む1つのテープには巻繊パターン(3つのヘリカル・トラックに対応する3つの巻繊パターン)がプリントされる。 As disclosed in connection with standard fiber, (3 the winding pattern corresponding to the three helical tracks) on one tape the winding pattern wrapped around the fiber is printed. 巻上げは各トラックに対して直角に配置され、各トラックでコイルフォームに個々に接触するための複数の接触タブが、規格ファイバに関連して先に開示したパターンに従って供給されなければならない。 Winding are arranged at right angles to each track, a plurality of contact tabs for contacting individually the coil form in each track must be provided in accordance with a pattern previously disclosed in connection with standard fiber.

VIII. VIII. ディップペン・ナノリソグラフィは、同様に、3チャネル・ヘリカル・スーパーフィシャル導波管ファイバ構造体へ直接移行する。 Dip-pen nanolithography similarly directly proceeds to three channels helical superficial waveguide fiber structure. ファイバのクラッディング/コーティングには、プリントされた各コイルフォームについて別々の「下部」及び「上部」接触ポイントがプリントされる。 The cladding / coating of the fiber, printed separate "lower" and "upper" contact point for each coil form is printed.

IX. IX. アクティブ・マトリクス・トランジスタ。 Active matrix transistor. 薄膜テープ法またはディップペン・ナノリソグラフィ法の何れか、もしくは本明細書において別記開示されているような、及び開示されている様々な方法の本質により論理的に含意されているような変形方法に指定されていれば包含される。 Any of the thin film tape method or dip pen nanolithography method or such as are elsewhere disclosed herein, and the nature of the disclosed various methods are the modified methods as logically implied if specified are included.

X. X. ファイバ上の各RGBチャネルのための3つの「x」及び「y」アドレッシング・ポイントの精密接触ポイント。 Three "x" and "y" addressing point precision point of contact for each RGB channel on the fiber. 精密接触ポイント及びアラインメントは、この3チャネル・ファイバ構造体のより大きいサイズによりアシストされるが、何れにしても、ファイバ・コンポーネント・セグメントに沿った異なる位置で良好な接触を達成するために複数レベルの構造及びアドレッシング「x」及び「y」フィラメントを使用する全てのファイバ繊維アッセンブリ方法の変形により、もしくは本明細書において別記開示されている他の方法の変形により達成される。 Precision contact points and alignment, but it is assisted by the greater size of the three-channel fiber structure, in any event, multiple levels in order to achieve a good contact at different locations along the fiber component segments the deformation of the structure and addressing "x" and every fiber fiber assembly method using the "y" filaments, or be achieved by the deformation of the other methods that are elsewhere disclosed herein.

上記ヘリカル・スーパーフィシャル3チャネルファイバ構造体の代替例は、同一のファイバ構造体内にR、G、Bチャネルを見込む伝統的なコア/クラッディング式ファイバの変形である。 Alternative to the helical superficial 3 channel fiber structure is a variation of the traditional core / cladding type fiber to the same fiber structure expected R, G, and B channels. この変形例においては、コアと、各々が固有の付帯ファラデー減衰器構造体を有しかつ上記構造体の各々が色素ドープされる2つの光学的にアクティブなクラッディング構造体とが存在する。 In this variant, the core, each of which there is a specific supplementary Faraday attenuator has a structure and the structure of two optically active cladding structure, each of which is a dye doped. 例えば、コアは赤に色素ドープされ、屈折率が十分に異なるクラッディングは緑に色素ドープされ、第2のクラッディングは青に色素ドープされる。 For example, the core is dye-doped red, cladding having a refractive index sufficiently different is dye-doped green, the second cladding is dye-doped blue. このような複合ファイバ構造体は、クラッディング/コーティング層間に配置される磁気不透過性バッファを伴って、本明細書において別記開示されているようなコイルフォームまたは場生成構造体で製造される、但しファイバの連続する層としても製造される連続する3つのファラデー減衰器構造体を必要とすると思われる。 Such a composite fiber structure, with a magnetic impermeable buffer disposed cladding / coating layers is produced by a coil form or field-generating structures, such as those elsewhere disclosed herein, However it seems to require three Faraday attenuator structures successive also be prepared as a continuous layer of fiber.

図41は、多チャネルを有する変調器4100の好適な代替実施形態を示す略図である。 Figure 41 is a schematic diagram of an alternative preferred embodiment of the modulator 4100 having a multi-channel. 変調器4100は、個々のチャネル及び集合的チャネルを介して伝播される放射線の性質を明記しない一般的な構成で示されている。 Modulator 4100 is shown in a typical configuration otherwise stated the nature of the radiation to be propagated through the individual channels and collective channel. 単純化を期して、以下の論考では変調器4100を2つのチャネルを包含するものとして示すが、他の実施形態及び実装においては、変調器4100は必要に応じて、または実施形態にとって望ましい場合は3つ以上のチャネルを包含してもよい。 For the sake of simplicity, shows the modulator 4100 in the following discussion as including two channels, in other embodiments and implementations, be desirable for the modulator 4100 as needed or embodiments, the three or more channels may encompass.

変調器4100は、(各々が独立した導波チャネルをサポートする)1対のトランスポート4105 と、トランスポート4105へ機能的に結合される1対のプロパティインフルエンサ4110 と、対応するプロパティインフルエンサ4110 へ結合されるコントローラ4115 と、第1の特性エレメント4120と、第2の特性エレメント4125とを含む。 Modulator 4100, and (each of which supports a separate waveguide channels) and transport 4105 N pair, a pair of properties influencer operably coupled to the transport 4105 4110 N, the corresponding property influencer comprising a controller 4115 N coupled to capacitors 4110 N, the first property element 4120, and a second characteristic element 4125. 当然ながら、変調器4100の他の実装は、トランスポート、インフルエンサ及び/またはコントローラの異なる組合わせを含んでもよい。 Of course, other implementations of the modulator 4100, the transport may comprise different combinations of influencer and / or controller. 例えば、変調器4100は、全てのインフルエンサ4110へ結合される単一のコントローラ4115を含む場合もあれば、1つまたは複数のトランスポート4105及び/または1つまたは複数のコントローラ4115へ結合される単一のインフルエンサを含む場合もある。 For example, modulator 4100 may or may include a single controller 4115 that is coupled to all of the influencer 4110 is coupled to one or more transport 4105 and / or one or more controllers 4115 which may include a single influencer. さらに、トランスポート4100によっては、単一の物理的構造体を含み、しかも複数の独立した導波チャネルをサポートできるものを含む場合がある。 Furthermore, the transport 4100 contains a single physical structure, yet which may include those capable of supporting multiple independent waveguide channel.

トランスポート4105は、本明細書に開示されている他のトランスポートと同様に、技術上周知である多くの光導波管構造体を基礎として実装されてもよい。 Transport 4105, as well as other transport disclosed herein may be implemented a number of optical waveguides structures are well known in the art as a basis. 例えば、トランスポート4105は、誘導領域と1つまたは複数の境界領域と(例えばコアと、上記コアのための1つまたは複数のクラッディング層と)を含む誘導チャネルを有する特別に適合化された光ファイバ(従来型またはPCF)である場合もあれば、1つまたは複数のこのような誘導チャネルを有するバルク・デバイスまたは基板の導波チャネルである場合もある。 For example, the transport 4105, guiding area and the one or more boundary regions (and for example the core, one or more cladding and loading layer for the core) is specially adapted with a guide channel comprising in some cases an optical fiber (conventional or PCF), also be a waveguide channel of the bulk device or substrate having one or more such guide channels. 従来型の導波管構造体は、影響される放射特性のタイプ及びインフルエンサ4110の性質を基礎として変更される。 Conventional waveguide structure is to change the type and nature of influencer 4110 radiation characteristic is affected as a basis.

インフルエンサ4110は、トランスポート4105を透過する放射線における、かつ/またはトランスポート4105における特性への(直接的または開示されている効果等を介する間接的)影響を明らかにするための構造体である。 Influencer 4110 is a structure to clarify the effect (indirectly through such effects are directly or disclosure) that the radiation transmitted through the transport 4105, and / or on the characteristics of the transport 4105 . 影響される可能性のある放射特性のタイプは多種多様であり、多くの場合、任意の所定の特性に影響を与えるために使用される特定の構造体はインプリメンテーション毎に変わる可能性がある。 Type of radiation characteristics that may be affected are manifold, often, the particular structures used to affect any given property may vary for each implementation . この好適な実施形態においては、次に放射線の出力振幅を制御するために使用され得る特性は、影響を与える側にとって望ましい特性である。 In this preferred embodiment, then the characteristics that may be used to control the output amplitude of the radiation, a desirable property for the side affects. 例えば、放射偏光角は影響される可能性のある1つの特性であり、かつ透過される放射線の振幅の制御に使用することのできる特性である。 For example, one characteristic that may radiant polarization angle is affected, and is a property that can be used to amplitude control of the transmitted radiation. 定置の偏光器/アナライザ等の別のエレメントは、偏光器/アナライザの伝達軸に対する放射線の偏光角度を基礎として放射振幅を制御するために使用される。 Another element such as a polarizer / analyzer stationary is used to control the radiation amplitude on the basis of the polarization angle of the radiation relative to the transmission shaft of the polarizer / analyzer. この例では、偏光角の制御は、透過される放射線を変える。 In this example, the control of the polarization angle may alter the transmitted radiation.

変調器4100は、第1の特性エレメント4120及び第2の特性エレメント4125を複数のトランスポート4105X間で共用されるものとして略示されている。 Modulator 4100 is shown schematically a first characteristic element 4120 and the second property element 4125 as being shared among a plurality of transport 4105X. 実施形態によっては、各トランスポート4105が独立した第1のエレメント4120及び第2のエレメント4125を含んでもよいものもある。 In some embodiments, some of which may include a first element 4120 and second element 4125 each transport 4105 are independent. 図41は、第1の特性エレメント4120及び第2の特性エレメント4125を、変調器4100の第2の属性を略示する共用されるエレメントとして示している。 Figure 41 shows a first characteristic element 4120 and the second property element 4125, as an element to be shared that shows substantially a second attribute of the modulator 4100. 即ち、変調器4100は、WAVE_INを変調器4100の実装及び構成に適する複数の波動成分(即ち、導波チャネルの数及び性質、インフルエンサ、制御メカニズム及び個々のチャネル及び変調器の所望される性能特性)に分割し、各波動成分を適切なチャネル/トランスポート内へ方向づける。 That is, the modulator 4100, a plurality of wave components suitable for WAVE_IN the implementation and configuration of the modulator 4100 (i.e., the number and nature of the waveguide channel, influencers, desired control mechanisms and the individual channels and the modulator performance divided into characteristics), directing each wave component to the appropriate channel / transport within. 例えば、場合によってWAVE_INは、波長は単一であるが複数の直交する偏光成分(例えば、左偏光成分及び右偏光成分)より成る放射線を含む。 For example, in some cases WAVE_IN, the wavelength includes a radiation is a single consisting polarization components plurality of orthogonal (e.g., left-polarization component and the right polarized light component). 別のケースでは、WAVE_INは、単一の偏光配向成分を有する複数の周波数を含む。 In another case, WAVE_IN includes a plurality of frequencies having a single polarization orientation component. さらに他のケースでは、WAVE_INは単一の偏光配向タイプ及び単一の周波数を有し、よってエレメント4120はWAVE_INを等しい、または等しくない振幅を有する可能性のある個々の波動成分に分配する。 In yet other cases, WAVE_IN has a single polarization orientation type and single frequency, thus the element 4120 is distributed to the individual wave components that may have equal to WAVE_IN, or unequal amplitude. 幾つかの代替事例は、これらのケースまたはWAVE_INの他の分配の組合わせを包含する。 Some alternative examples include a combination of other distribution of these cases or WAVE_IN. これらの全てのケースにおいて、第1の特性エレメントはWAVE_INを前もって適切な独立波動成分(例えば、直交する偏光成分または離散周波数成分)に分け、各独立波動成分を適切なチャネルに方向づける。 In all of these cases, the first characteristic elements divided into advance appropriate independent wave components WAVE_IN (e.g., polarized light component or discrete frequency components orthogonal), directing each independent wave components to the appropriate channel.

同様に、第2の特性エレメント4125は、先に第1の特性エレメント4120について記述した第2の属性に一致する第2の属性を有する。 Similarly, second characteristic element 4125 has a second attribute that matches the second attribute that describes the first property element 4120 first. 第2の特性エレメント4125の第2の属性は、(トランスポートを介する伝播中に影響されかつ作用を受ける可能性のある)個々の導波チャネルからの出力放射波動成分を結合/マージし、上記波動成分を統合して(かつ本好適な実施形態ではさらに各波動成分にとって適切な振幅を通して)WAVE_OUTにする。 The second attribute of the second characteristic element 4125, (and is affected during propagation through a transport that may affected) attached / merge output radiation wave components from the individual waveguiding channels, the to WAVE_OUT (right through amplitude further for each wave component in and this preferred embodiment) by integrating the wave component.

本明細書に開示したように、本発明の好適な実施形態はトランスポート4105Xとして光ファイバを使用し、「線形」ファラデー効果の使用によりまずは振幅制御を実装する。 As disclosed herein, a preferred embodiment of the present invention uses the optical fiber as the transport 4105X, First implementing amplitude control by the use of "linear" Faraday effect. 一方で、ファラデー効果は線形効果であり、伝播放射線の偏光回転角の変化は、磁場が印加される長さ及び放射線が通って伝播される物質のベルデ定数を基礎とする伝播方向に印加される磁場の大きさに直接関連づけられる。 On the other hand, the Faraday effect is a linear effect, a change in polarization rotation angle of the propagation radiation is applied to the propagation direction which are based on Verdet constant of the material to be propagated through the length and radiation magnetic field is applied It is directly related to the magnitude of the magnetic field. しかしながら、トランスポートにおいて使用される物質は、所望される磁場強度の確立において、例えばインフルエンサからのような誘導性の磁場に対して線形応答を持たない可能性がある。 However, materials used in transport, in establishing the desired magnetic field strength, may not have a linear response to induced magnetic fields, such as, for example, from influencer. この意味では、伝播される放射線の実際の出力振幅は、コントローラ及び/またはインフルエンサの磁場からの印加信号及び/または変調器4100またはWAVE_INの偏光及び/または他の属性または特徴に応答して非線形であってもよい。 In this sense, the actual output amplitude of the radiation propagated in response to a controller and / or signal applied from the magnetic field of the influencer and / or modulator 4100 or polarization and / or other attributes or characteristics of WAVE_IN nonlinear it may be. 本論考の目的に沿って、1つまたは複数のシステム変数に関する変調器4100(またはそのエレメント)の特徴付けを変調器4100(またはそのエレメント)の減衰プロファイルと呼ぶ。 For the purposes of the present discussion, it is referred to as a characterization of the modulator 4100 (or element) for one or more system variables attenuation profile of the modulator 4100 (or element).

所与の減衰プロファイルは何れも、例えば変調器4100またはそのエレメントの組成、配向及び/または順序を制御すること等によって特定の実施形態に合わせて調製されてもよい。 Any given attenuation profile, for example a modulator 4100 or the composition of the elements, may be tailored to a particular embodiment, such as by controlling the orientation and / or order. 例えば、トランスポートを構成する材料を変更すれば、トランスポートの「影響可能性」を変える、またはインフルエンサが任意の特定の伝播波動成分に「影響を与える」度合いを変えることができる。 For example, by changing the material constituting the transport, it is possible to change the "impact potential" alter, or influencer is "influence" on any particular propagating wave components degree of transport. 但しこれは、組成の減衰プロファイルの一例であるに過ぎない。 However this is only an example of the attenuation profile of the composition. 本好適な実施形態の変調器4100は、異なる導波チャネルが異なる減衰プロファイルを有する減衰の平滑化を可能にする。 Modulator 4100 of the present preferred embodiment is different from the waveguide channels to allow smoothing of attenuation with different attenuation profiles. 例えば、偏光の利き手に依存する減衰プロファイルを有するインプリメンテーションによっては、変調器4100が、左回りの偏波成分のためのトランスポート4105に、右回りの偏波成分のための第2のトランスポート905の相補型導波チャネルに使用される減衰プロファイルとは異なる減衰プロファイルを供給してもよいものがある。 For example, some implementations having a damping profile which depends on the handedness of the polarization modulator 4100, the transport 4105 for polarization components counterclockwise, the second transformer for polarization component clockwise it is those may supply different attenuation profiles attenuation profiles used in complementary waveguide channel port 905.

減衰プロファイルの調整に関しては、トランスポート用に異なる材料組成を準備することについて記述した先の論考に加えて、他にもメカニズムが存在する。 For the adjustment of the attenuation profile, in addition to the previous discussion that describes providing a different material compositions for transport, there is a mechanism in other. 実施形態によっては、波動成分の生成/変更は伝播放射線がWAVE_INからWAVE_OUTへトラバースする変調器4100の順序に応答して厳密には「可換性」でなくてもよいものがある。 In some embodiments, addition / change of the wave components are strictly in response to the order of the modulator 4100 that propagating radiation traverses from WAVE_IN to WAVE_OUT there is may not be "commutativity". これらの例においては、非可換エレメントの異なる順序づけを供給することにより、減衰プロファイルを変えることが可能である。 In these examples, by supplying different ordering of commutative elements, it is possible to vary the attenuation profile. 但しこれは、構成減衰プロファイルの単なる一例である。 However, this is just one example of the configuration attenuation profile. 他の実施形態では、導波チャネル毎に異なる「回転バイアス」を確立することにより、異なる減衰プロファイルが生成される。 In another embodiment, by establishing a different "rotational bias" for each waveguide channel, different attenuation profile is generated. 先に述べたように、幾つかのトランスポートは、入力偏光器と出力偏光器/アナライザとの間の予め決められた配向で構成される。 As mentioned earlier, some of the transport is configured in a predetermined orientation between the input polarizer and the output polarizer / analyzer. 例えば、この角度はゼロ度(典型的には「通常ON」チャネルを画定する)である場合もあれば、90度(典型的には「通常OFF」チャネルを画定する)である場合もある。 For example, this angle if sometimes it is zero degrees (typically defining the "normal ON" channel), in some cases is 90 degrees (typically defining the "normal OFF" channel). 所与のチャネルは何れも、様々な角度変位範囲(即ち、0乃至30度、30乃至60度及び60度乃至90度)において異なる応答を有してもよい。 Any given channel, different angular displacement range (i.e., 0 to 30 degrees, 30 to 60 degrees and 60 degrees to 90 degrees) may have different responses in. 異なるチャネルは、このバイアスされる回転に近い伝播波動成分に影響するインフルエンサにより異なる変位範囲へ(例えば、デフォルト「DC」インフルエンサ信号により)バイアスされてもよい。 The different channels to different displacement range by influencer affecting the propagation wave component near the rotation is the bias (e.g., by default "DC" influencer signal) may be biased. 但しこれは、動作減衰プロファイルの一例であるに過ぎない。 However this is, it is only an example of the operation attenuation profile. 複数の導波チャネル及びこれらのチャネルの減衰プロファイルのテイラリング/マッチング/補間を保有する理由には、省電力、効率及びWAVE_OUTにおける均一性が含まれる。 The reason for carrying the tailoring / matching / interpolation of the attenuation profiles of a plurality of waveguide channels and these channels include uniformity in the power saving efficiency and WAVE_OUT.

ファイバ構造体への偏光フィルタリングの統合。 Integration of the polarization filtering of the fiber structure. 偏光のファイバ内実装または非対称偏光(偏光固有)ファイバ構造体の実装。 Implementation of polarization fiber mounting or asymmetrical polarization (polarization eigenstates) fiber structure. 米国特許第4,606,605号に開示されている先行技術を含む、光ファイバにおける偏光フィルタリングの統合は、技術上周知である。 Including prior art disclosed in U.S. Patent No. 4,606,605, the integration of the polarization filtering in the optical fiber are well known in the art. この方法により、複屈折ビート長に等しい周期を有するファイバの周期的摂動は、1つの偏光軸の偏光を漸増的に別のものに変える働きをする。 In this way, the periodic perturbations of a fiber having a period equal to the birefringence beat length serves to alter the polarization of one polarization axis incrementally another.

先行技術には、ファイバを捻って摂動を達成するという好適な方法がある。 The prior art, there is a preferred method of achieving perturbation twist the fiber. しかしながら、この捻りはファイバ上に歪みを実現するために実装されるものであり、これによりファイバは弱まり、本発明の実施形態の集積型ファラデー減衰器光ファイバ・デバイスの他のエレメントの製造は複雑なものになる。 However, this twist is intended to be implemented in order to realize the distortion on the fiber, thereby fiber weakens, the manufacture of other elements of the integrated Faraday attenuator optical fiber device embodiment of the present invention is complex become a thing. 摂動を達成する目的はビート長における複屈折を変えることであるため、現在では技術上周知の他の方法を実装することができる。 The purpose of achieving perturbation because it is changing the birefringence in the beat length, the current can implement other methods well known in the art.

イオン・ボンバードメント及び、複屈折を変えるための紫外光の暴露によって実行されてもよい光屈折性物質によるファイバ・ドーピングを含む現在周知の方法により、かつドーパント・エリア及び濃縮のジオメトリに対して精密制御が実行される米国特許第6,467,313号(ドーパント・プロファイルの制御方法)及び米国特許第6,542,665号(グリン・ファイバ・レンズ)に開示されているもの等の方法により、インライン偏光フィルタは、集積型ファラデー減衰器光ファイバ・エレメント全体の入力部分において効率的かつ精確な方法で製造されることが可能である。 Ion bombardment and, by the current known methods including fiber doping with good photorefractive material be performed by exposure UV light for varying the birefringence, and precise relative geometry of the dopant area and concentration by a method such as those disclosed in controlled U.S. Patent No. 6,467,313, which is executed and U.S. Patent No. 6,542,665 (method of controlling a dopant profile) (GRIN fiber lenses), line polarizing filter can be produced in an efficient and accurate way in the input part of the overall integrated Faraday attenuator optical fiber element.

これと同じ方法が同じ集積型ファラデー減衰器光ファイバ・エレメントの出力端に実装され、しかも入力偏光器の場合のアナライザに相当する偏光変換ビート構造体が形成されると、偏光フィルタリングのファイバ内統合は達成される。 This same method is implemented to the output end of the same integrated Faraday attenuator optical fiber element, yet the polarization conversion beat structure corresponding to the analyzer when the input polarizer is formed, the polarization filtering of the fiber integration It is achieved.

直交する2つの偏光の入射光を1つの選択された偏光に変換する方法の代替は、偏光非対称導波管を実装する方法である。 An alternative method of converting the incident light two orthogonal polarization to one selected polarization is a method of mounting a polarization asymmetric waveguides. Lucent Technologies社の最近の特許に開示されている方法は、所定の偏光の伝播を抑制する偏光非対称光学的にアクティブな導波管を実装する。 The method disclosed in Lucent Technologies Inc. of recent patent implements an active waveguide suppresses polarization asymmetric optical transmission of predetermined polarization. 米国特許第6,151,429号を参照されたい。 See US Pat. No. 6,151,429. この方法のユーティリティは、複合ファイバ構造体及びファイバ製造プロセスへと機能性をさらに統合するという目的に関連して明白となるはずのものである。 Utility of the method is should be apparent in connection with the purpose of further integrating functionality into a composite fiber structure and fiber manufacturing process.

集積型ファラデー減衰器光ファイバ成分への新規インプリメンテーションによる本方法の変更されたアプリケーションを、下記のように開示する。 The modified application of the method according to the new implementation of the integrated Faraday attenuator optical fiber component, are disclosed as follows.

その入力端におけるファイバの最初の最小部分に沿って先に開示した変形を有する、Lucent方法による複合ファイバ構造体に周期的変更が行われる。 Having a deformation disclosed above along the first minimal portion of the fiber at its input, the periodic change in the composite fiber structure according to Lucent process is conducted. 従って長いバッチランにおいては、ファイバは、Lucentプロセスに従って周期的にドープされかつ処理され、よって、上記入力端に光が入ると、一方の偏光モードはサポートされ、もう一方は抑制される。 Thus in long batch runs, the fiber is periodically doped and is processed according Lucent process, therefore, when light enters the input end, one polarization mode is supported, the other is suppressed. この偏光抑制プロセスは、複合ファラデー減衰器ファイバ構造体に先だって偏光フィルタをファイバ構造体に実装する。 The polarization suppression process implements the prior polarizing filter fiber structure composite Faraday attenuator fiber structure.

従って、一方の偏光モードのみがファラデー減衰器ファイバ構造体へ入り、何であれ所望される回転の大きさが達成された後、結果的に生じる偏光はファイバの第2の偏光非対称セグメントまで継続され、逆にファイバの第1の偏光非対称セグメントを抑制する。 Therefore, only one polarization mode enters the Faraday attenuator fiber structure, after whatever desired magnitude of rotation is achieved, polarized consequently occurs is continued until the second polarization asymmetric segments of the fiber, Conversely suppress first polarization asymmetric segments of the fiber.

この偏光フィルタのファイバ構造体自体への統合は、R、G、Bサブピクセル毎に複数の異なる偏光のチャネルを実装する、よりコンパクトな方法である。 The integration into the fiber structure itself of the polarizing filter implements R, G, a channel of a plurality of different polarization for each B sub-pixels, a more compact way. 本発明の他の実施形態によれば、偏光薄膜またはコーティングはR、G及びBのストリップまたはリボン構造体毎に個々のファイバまたは半導体導波管の両入力端へ付加されてもよく、よって各々が反対向きに偏光された光をファラデー減衰器構造体へ導くR、G及びBの2つのストリップが存在する。 According to another embodiment of the present invention, the polarizing film or coating may be added to both the input terminals of individual fibers or semiconductor waveguides each strip or ribbon structure R, G and B, thus each but R, two strips of G and B exist for guiding light polarized in the opposite direction to the Faraday attenuator structure. サブピクセルの大きさに対するファイバ・サイズの割合を所与とすれば、サブピクセル当たり2つのファイバが実際的である可能性がある。 If the ratio of the fiber size to the size of the sub-pixels with a given, there is a possibility of two fibers per subpixel it is practical.

Nano−Opto Corporationから市販されている新規方法は、波長以下の回折格子を使用して偏光フィルタリングまたはスプリッティングを達成する。 New methods are commercially available from Nano-Opto Corporation achieves polarization filtering or splitting with the following grating wavelength. 光ファイバ構造体の場合に実装されるように、半導体ウェハ・アプリケーションとは対照的に、波長以下のナノスケールの格子構造体はNano−Opto Corporationの方法によりファイバ・コアの入力及び出力セクションにおいて製造される。 As implemented in the case of an optical fiber structure, manufactured in contrast, the input and output sections of the fiber core by the method of the following lattice structure of nanoscale Nano-Opto Corporation wavelength from the semiconductor wafer applications It is.

偏光フィルタリングがファラデー減衰器構造体の前後で「偏光器」及び「アナライザ」としてファイバ内に一体式に実装される本ケースでは、サブピクセル当たり複数の偏光チャネルが効率的に有効化される。 Polarization filtering in this case mounted on the integral in the fiber as a "polarizer" and "analyzer" before and after the Faraday attenuator structure, a plurality of polarization per channel subpixel is efficiently enabled.

一体照明のためのファイバ内RF励起気泡。 Integrated fiber RF excitation bubbles for illumination. 導波管構造体(ファイバまたは半導体もしくはその他)内に効果的に統合されてもよい本発明の幾つかの実施形態における最後のコンポーネントは、この照明システムである。 The final component of some embodiments of the waveguide structure (fiber or semiconductor or other) effectively may present invention be integrated within is the illumination system.

ファイバ構造体への照明ソースの統合は、適切な波長に同調されたRF送信機による閉じ込められたガスの励起によって照明が実現される、技術上周知の照明デバイス・タイプの新規インプリメンテーションにより達成される。 Integration of the illumination source to the fiber structure is illuminated by the excitation of trapped with a suitable wavelength tuned RF transmitter gas is realized, achieved by a novel implementation of techniques known in the lighting device type It is. 米国特許第6,476,565号「遠隔電力無電極光弁」は、バルブが電気接続を持たず単にアルゴンまたは他の希ガス及び蛍光物質を含む密封された器である、送信機及び独立バルブ照明システムを開示している。 U.S. Patent No. 6,476,565, "remote power electrodeless light valve" is sealed vessel valve comprises only argon or other noble gases and fluorescent substance no electrical connection, the transmitter and separate valves It discloses a lighting system. バルブをRF波に近接して配置すると(RFシステムからのレンジは1乃至25フィートの範囲のどこにでも設定可能である)、紫外領域における希ガスが刺激され、これにより蛍光物質が励起される。 When arranged close to the valve to the RF wave (range from RF system can be set anywhere in the range of 1 to 25 feet), the rare gas is stimulated in the ultraviolet region, thereby the fluorescent substance is excited.

Teslaの米国特許第454,622号及び第455,069号、1891年6月、に由来して他の遠隔無電極照明システムは技術上周知であるが、米国特許第6,476,565号はより効果的な構成を指示している。 Tesla U.S. Pat. No. 454,622 and No. 455,069, June 1891, the although other remote electrodeless lighting system derived are known in the art, U.S. Patent No. 6,476,565 is It instructs a more effective configuration. 但し、そのアプリケーション及び使用法は、次に開示する遠隔無電極照明システム、即ち、本発明の好適な一実施形態により開示されているような光スイッチング・パラダイムのコンポーネントとして実装されるため、光ファイバであれ半導体導波管もしくは他のものであれ、任意の導波管実施形態に対応する構成を有するシステム、とは異なる。 However, its application and usage, remote electrodeless lighting system will be disclosed, i.e., to be implemented as a component of the optical switching paradigm, such as disclosed by a preferred embodiment of the present invention, the optical fiber as long as the semiconductor waveguide or other long, different systems, and having a configuration corresponding to any waveguide embodiment. 以下、光ファイバ・バージョンについて詳細に開示する。 Hereinafter, disclosed in detail the optical fiber version.

RF送信機または送信機は、ディスプレイまたはスイッチ・ケース内に実装される。 RF transmitter or transmitters are implemented in a display or switch case. プリフォーム・コア及び/またはクラッディングにおいては周期的に、微小気泡は、常として行われる除去ではなく、溶融シリカ内でのアルゴンまたは他の希ガスの射出を介して所定の密度で形成されることが許容される。 Periodically in the preform core and / or cladding, microbubbles, not the removal is carried out as normal, it is formed at a predetermined density through the injection of argon or other noble gas in the fused silica it is acceptable. これらは、限定的なバーストで射出される。 It is injected at limiting burst. 実際に光ファイバにおける希土類及び他のドーピングを有効化するエレメントは不活性ガスが一般的であることを思えば、そうでなければ体系的に抑制される微小気泡をある程度の密度で受け入れることは設計パラメータの実現可能な変更である。 Elements that enable the rare earth and other doping in actual optical fibers if you the inert gas is generally, to accept the microbubbles systematically prevented otherwise at a certain density design parameter, which is a realization that can be changed of. ファイバが引き抜かれるにつれて、泡は、周期的なファラデー減衰器構造体の入力端に対応する周期的バンドを除いて通常の如く抑制される。 As the fiber is drawn, foam, except for periodic band corresponding to the input end of the periodic Faraday attenuator structure is normal as suppression. 微小気泡を含むファイバ長は、ディスプレイの明度要件及びRF送信機出力の制約によって決定される。 Fiber length comprising microbubbles is determined by the brightness requirements and RF transmitter power limitations of the display. アルゴンまたは他の希ガスを含む一定密度の微小気泡の形成が許容されるファイバ長には、ドーパントとして蛍光物質も添加される。 The fiber length of the formation of microbubbles constant density containing argon or other noble gases can be tolerated, a fluorescent substance as a dopant is also added. これは、そうでなければ好適である色素ドーピングに加えて、もしくはその代わりに行われてもよい。 This is in addition to the dye doping is suitable otherwise, or may be performed instead. 蛍光物質及びガスは、微小気泡内で励起される貴ガスが適正な周波数でUV周波数を放出し、これにより固体コア内の蛍光物質が励起されてR、GまたはB光の何れかを適正な周波数で放射するように、各RGBカラー・サブピクセル・エレメント毎に選ばれる。 Fluorescent substances and gases, noble gases that are excited in the microbubbles emit UV frequency at the proper frequency, thereby fluorescent substance in the solid core is excited proper R, either G or B light to radiate at a frequency chosen for each RGB color sub pixel elements. ファイバ全体の色素ドーピングは、色が正しく平衡されることを保証する働きをする。 Dye doping of the entire fiber, which serves to ensure that the color is properly balanced. 一体型の本照明スキームは、ファイバにおける非対称偏光が実装される入力端セクションと同じセクションに実装される場合もあれば、そのセクションのすぐ前に実装される場合もある。 This lighting scheme of the integral may or may asymmetric polarization in the fiber is mounted in the same section as the input section to be mounted, it may be immediately implemented before that section. 或いは、ファラデー減衰器ファイバ成分と寸法が完全に一致する溶融ファイバを有する、必要であれば、または望ましければファラデー減衰器ファイバ成分間の分離を揃えるシリカ・ファイバ・スペーサを含む溶融ファイバ面板が、一体照明スキームと共に実装される。 Alternatively, a melt fiber Faraday attenuator fiber components and dimensions coincide completely, if necessary, or if desired, fused fiber faceplate containing silica fiber spacer to align the separation between the Faraday attenuator fiber component, It is implemented with integrated lighting scheme. 本明細書において別記明記されているような偏光薄膜は、次に面板に接着されるか、面板及びスイッチ・マトリクス構造体に相互に接着される(ファイバの一体照明アレイが軟質であれば、可塑性ポリマ・マトリクスと織り合わせる、またはこれに接着されてもよく、よって本質的には面板ではないが、なおスイッチ・マトリクスの全構造寸法に一致する)。 Polarizing film, such as those described elsewhere specified herein, either then be bonded to the face plate, if is bonded to another surface plate and the switch matrix structure (integral illumination array of fibers soft and plastic interweaving a polymer matrix, or it may be adhered to, so is not a face plate is essentially still coincides with the entire structural dimensions of the switching matrix).

本明細書に開示されかつ参照されている様々なシステム、コンポーネント、方法及び実施の分野の熟練者にとって、本発明によるインプリメンテーションが本明細書に明記されている様々な光ファイバ構造スキームが各々互いに排他的なものでないことは明白であるべきである。 Various systems have been disclosed herein and referenced, components, methods and those skilled in the art of implementation, various optical fiber structure scheme implementation according to the invention is specified herein are each is not mutually exclusive should be apparent. より具体的には、複雑かつ複合的なファイバ構造が可能であること、及び規格コア及びクラッディング、穴及びチャネルを有するフォトニック結晶及びヘリカル−スーパーフィシャル・チャネル式ファイバのこうした組合わせは、本発明により開示されている構造体及び方法の変形、及び具体的には光ファイバ実施形態の様々な変形を実装する上で様々な優位点を提供し得ることは明白であるべきである。 More specifically, complex and it is possible complex fiber structure and the photonic crystal and the helical having standard core and cladding, holes and channels - such combination of superficial-channeled fibers, the deformation of the structure and method disclosed by the invention, and it should be apparent that in particular may provide various advantages in implementing various modifications of the optical fiber embodiments. 周期的な穴またはチャネルがシリカ・フィラメントの溶融または引抜き後の加熱によって形成されてもよい複合構造体、及びこのようにして形成されるコアが、それ自体ヘリカル・スーパーフィシャル導波管物質で導かれるクラッディングによりさらに囲まれてもよいことは、オプトエレクトロニックまたはエレクトロフォトニック・デバイスまたはプロセスを複合ファイバ構造体自体へ機能的に統合する機会を提供する。 Periodic holes or channels may also be composite structures formed by heating after melting or extraction of silica filaments, and this way the core formed by the guide itself helical superficial waveguide material further it may be surrounded by Charles cladding provides the opportunity to functionally integrate optoelectronic or electro photonic devices or processes into a composite fiber structure itself. 複合ファイバ構造体の一部であるファイバまたはフィラメントは、それ自体がその独自のコアの回りで、またはヘリカル・チャネル内へ、もしくはチャネルなしのファイバ・クラッディングの回りで捻られてもよい。 Fibers or filaments which are part of the composite fiber structure is itself about its own core, or into helical in the channel, or may be twisted around the fiber cladding without channels.

構造体がより複雑になれば、当然ながら、こうして製造される複合ファイバの単位長さ当たりの見込みコストはより高くなる(但し、プロセスの同時ドーピング及び統合により追加的な「コンポーネント」または機能性は比較的コストのかからないものになる場合もあるため、この限りではない)。 Once the structure is more complicated, of course, thus expected cost per unit length of the composite fiber to be produced is higher (provided that simultaneous doping and additional "component" or functional integration process because in some cases it is something not relatively less cost, not limited). しかしながらコストの上昇は、別々のファイバ成分の数が減ることにより、または他で別々に製造されればさらに高価であると思われるデバイス、または低効率でしか実装されない、もしくは他の実装は全く不可能であるデバイスを実装する複合構造体を実装することにより相殺される可能性がある。 However increase in cost, by reducing the number of separate fiber components, or other in the device appears to be more expensive when it is manufactured separately or not implemented at low efficiency, or other implementations are quite not possible to implement a device that is may be offset by implementing the composite structure.

さらに、これらの構造体は、大洋底の下で延伸しなければならないファイバ用に超大規模バッチで製造されるのではなく、稠密にパックされる三次元スイッチ・マトリクス用に製造されることから、このファイバ製造パラダイムは、同一の機械類及び材料による同じ、または変更されたバージョンを使用することによるこれらの大量かつより単純なファイバ製品のコスト効率を効果的に活用する。 Furthermore, these structures, rather than being prepared by a very large scale batches for the fiber which must be stretched under ocean floor, from being produced for three-dimensional switching matrix which is densely packed, the fiber manufacturing paradigm effectively utilize the cost efficiency of these large quantities and simpler fiber products by using the same same by machinery and materials, or modified version. また、別々のコンポーネントにカットする、または切り裂く場合に必要な量は比較的少ない特殊化されたこれらのファイバ構造体をバッチ製造または大量生産することにより、このようなファイバ統合コンポーネントのコストは、一般的な同系統のデバイスのための半導体または離散成分製造プロセスとは明らかに異なる大量生産ランから効果的に恩恵を受ける。 Also, cut into separate components, or by batch or mass production of these fibers structures amounts which are relatively small specialized needs when tearing, the cost of such fibers integration components, generally effectively benefit from apparently different mass production run is a semiconductor or discrete component manufacturing process for specific cognate device.

ファラデー減衰器ファイバの出力端とディスプレイ表面との間に挿入される「アナライザ」偏光メカニズム。 "Analyzer" polarization mechanism that is inserted between the output terminal and the display surface of the Faraday attenuator fiber. 光ファイバの入力端と照明ソースとの間で「入力」偏光器から90度オフセットされる薄膜偏光器は、スイッチ・マトリクス/繊維マットのゾルで充填された出力端上、または外部ディスプレイを構成する光学ガラスまたは光学ガラス・サンドイッチ構造体上の何れかに蒸着される。 Thin film polarizers are "input" 90 degrees offset from the polarizer between the input end of the optical fiber and the illumination source is configured switch matrix / fiber mat sol filled output end on, or an external display It is deposited on one of the optical glass or optical glass sandwich structure.

或いは、薄膜またはコーティングは、ファイバの出力端へ個々に、先に記述した「x」リボンへ編み込まれた出力端の切断及び修正の一部として、もしくはリボンの編み込みの後に付加される(これらは全て、同じカラー・サブピクセルをアドレスするファイバから成る)。 Alternatively, the thin film or coating individually to the output end of the fiber, as part of the previously described "x" of the braided output end to the ribbon cutting and modifications, or is added after the weaving of the ribbon (these all consists fiber which addresses the same color sub-pixels). 任意選択として、先に開示したように、偏光フィルタまたは非対称をファイバ構造体自体に統合してもよい。 Optionally, as disclosed earlier, may be integrated polarizing filter or asymmetric fiber structure itself.

ディスプレイの外部最適表面、ファイバからピクセルへの出力の最適化。 Display outer optimal surface, optimization of the output from the fiber to the pixels. ディスプレイの最終的光学素子に関しては、ファラデー減衰器システム及びカラー・ディスプレイ・メカニズムを統合する光ファイバの直径に対するディスプレイのサイズ、その解像度及びディスプレイ表面に形成されるピクセルの最終的大きさに依存して、下記のようなオプションを使用してもよい。 For the final optical element of the display, depending on the final size of the pixels formed size of the display to the diameter of the optical fiber to integrate Faraday attenuator system and color display mechanism, its resolution and display surface , it may be used options, such as the following.

以下の論考は、ファイバ直径に対する大型ディスプレイ及び対応する大型ピクセル・サイズに関するものである。 The following discussion relates to large-sized display and a corresponding large pixel size for the fiber diameter. 平坦に切断されたファイバ端の卓越した視角特性は、ディスプレイ性能の今後の向上の起点である。 Excellent viewing angle characteristics of the flat cut fiber end is the starting point for further improvement of the display performance. 大型ディスプレイ自体は、当然ながら比例して大きくなるソース照明を必要とする。 Large display itself requires naturally proportional to the source illumination increases. 照明ソースからの光を制御しかつ運搬し、かつその光を集積型ファラデー減衰器及び色選択システムを介して修正する光学チャネルは、それらが導くことのできる光の輝度に限定されない。 Controlling the light from the illumination source and transported, and the optical channel to modify via the integrated optical Faraday attenuator and color selection system is not limited to the brightness of light that can they lead.

従って、大型HDTVディスプレイ上のピクセル面積の大きさに比べて格段に小さいカラー・サブピクセル当たりファイバが1つであるような事例においても、ファイバ端から放出される光の分散角度と組み合わされる出力輝度は、サブピクセル及びピクセルの丸みを横断してディスプレイ表面の面に対して小さい分散角度で光を効果的に放射する。 Therefore, the output luminance large HDTV much smaller color sub-pixels per fiber than the size of the pixel area on the display even in cases such as the one, which is combined with the dispersion angle of the light emitted from the fiber end It is across the rounded sub-pixel and pixel to effectively emit light with a small dispersion angle with respect to the plane of the display surface.

その出力端の形状の変更、出力端表面へのランダムな微小表面摩耗の導入、延伸によるコア寸法の収縮及びこうしてクラッディング自体を介する光の分散を可能にすること、及び他の構造的変更を含む出力ファイバ端の追加的な形成及び操作は、ファイバ端からの光の分散をさらに増大させることができる。 Changing the shape of the output end, random introduction of micro surface wear of the output end surface, allowing the dispersion of light through the contraction and thus cladding itself core dimension by stretching, and other structural changes additional formation and operation of the output fiber end including can further increase the dispersion of the light from the fiber end. これらの変更は、光ファイバ他で織られる織物から個々の「x」リボンを分離する切断プロセスに包含されてもよい任意選択として指定される。 These changes are designated as optional it may be included in the cutting process of separating the individual "x" ribbon from fabric woven in an optical fiber other.

ファイバの光学特性を変えるための追加オプションは、オリジナルのファイバ製造プロセス自体に実装される。 Additional options for changing the optical properties of the fiber is mounted on the original fiber manufacturing process itself. ファイバの引抜きの間は可変ダイを使用してもよく、よってファイバをその規格直径へと制御するダイは、ファイバ内に周期的膨出を達成すべく一時的に広げられてもよい。 During the withdrawal of the fiber may be used a variable die, thus the die to control the fiber and its standard diameter, periodic bulging may be temporarily widened to achieve in the fiber. よってこれらの膨出は、ファイバ出力端のための切断ポイントになる。 Therefore these bulges will cut point for the fiber output end. ファイバがその最大直径において切断される場合、結果的に生じるファイバは、具体的にはそのコア寸法が切断ポイントまで急激に増大する。 If the fiber is cut at its largest diameter, it is the resulting fibers, in particular core dimension that increases rapidly to the cutting point. このオプションが実装されると、別の切断を行ってファイバの入力セクションから膨出セクションが除去される。 If this option is implemented, bulging section is removed from the input section of the fiber by performing a different cutting.

或いは、この定寸法のオリジナルのダイが単純にロック解除される間に、可変ダイの代わりに第2のダイを挿入してもよい。 Alternatively, while the original die of the constant dimension is simply unlocked, the second die may be inserted in place of the variable die. 第2のダイ(もしくは、機械系をあまりに複雑化する可能性はあるものの、原則的には可変ダイ)は、出力切断ポイントにおけるファイバの直径を一時的に増大するだけでなく、一時的にそのポイントにおいてファイバの非円形形状をもたらすこともできる。 Second die (or, despite the possibility of too complicated a mechanical system, the variable die in principle) not only temporarily increase the diameter of the fiber at the output cut point, temporarily its it is also possible to bring a non-circular shape of the fiber at the point. もたらされる形状は四角、畝状または他のジオメトリであってもよく、よってファイバの切断された出力端は、直径の増加と相まってリボン内に編み込まれると出力端で互いに近づいて接触するに至り、かつその外側のクラッディング・ジオメトリを介して自動ロック式表面を形成する。 Shape resulting is square, it may be ribbed or other geometry, thus cutting output end of the fiber is led to the contact approaching each other at the output end to be knitted into combined in a ribbon with an increase in diameter, and forming a self-locking surface via the cladding geometry outside.

増大される直径は、次に、コアを広げることにより表面における分散特性を増大させるだけでなく、ファイバの直径と大型ディスプレイのサブピクセル寸法との差を縮小することができる。 Diameter to be increased, then, not only increases the dispersion properties of the surface by increasing the core, it is possible to reduce the difference between the sub-pixel size of the diameter of the fiber and the large display.

比較的大きいピクセルを有する大型ディスプレイの事例におけるより広い直径のファイバの使用。 Using a wide diameter of the fiber than in case of a large display having a relatively large pixel. これは、比較的大きい有効ピクセル面積を有する大型ディスプレイの事例において視角を改良するための単純な方策である。 This is a simple measure for improving the viewing angle in the case of a large display having a relatively large effective pixel area.

これらのプロセスに加えて、最終製品である光学ガラスが使用されてもよく、かつ視角をさらに拡大するためにこのガラスの表面にコーティングが加えられてもよい。 In addition to these processes, it may be coated is applied to the surface of the glass in order to may be an optical glass is used, and further a viewing angle expanding the final product. 方法は、十分に確立されており、技術上周知である。 The method is well established and well known in the art.

サブピクセル当たり複数のファイバのインプリメンテーション。 Multiple implementations of fiber per subpixel. 有効ピクセル寸法が光ファイバ直径より比較的大きい場合には、ディスプレイ性能を向上させるために、サブピクセル当たり複数のファイバ、即ち複数の赤、緑及び青の光チャネルが実装されてもよい。 If the effective pixel dimensions are relatively larger than the optical fiber diameter, in order to improve the display performance, a plurality of fibers per subpixel, i.e. a plurality of red, it may be light green and blue channels is implemented.

インプリメンテーションによっては、立体画像または「多次元」ディスプレイ・システム(例えば、3Dディスプレイ)が、サブピクセル/ピクセル当たり複数のファイバを供給することによって、例えばピクセル当たり2つのチャネル、即ち「左」チャネル及び「右」チャネルを提供すること等によって有効化されるものがあり、各チャネルは、例えばディスプレイに対応する立体画像用ゴーグル・システムを使用して別々に解像/表示/知覚される。 Implementation Some implementation, the three-dimensional image or "multidimensional" display system (e.g., 3D display) is by providing a sub-pixel / pixels per plurality of fibers, for example, two channels per pixel, or "left" channel and some are activated, such as by providing a "right" channels, each channel is resolved / display / perception separately using goggle system for stereoscopic image corresponding to, for example, a display. 上記色当たり複数のファイバの出力端を交互にして各端がディスプレイ表面よりも僅かな距離だけ延びるようにすることによっても、ディスプレイ表面全体のジオメトリをさらにランダム化することができる。 Also by each end to alternately output ends of the plurality of fibers per the color is to extend a short distance than the display surface, it is possible to further randomize the geometry of the entire display surface. 交互配列における出力端の反射コーティングは、出力ポイントからの散乱をさらに改良することができる。 Reflective coating at the output end in alternating sequence can further improve the scattering from the output point. スペーサ・ファイバもまた、光チャネル・ファイバと同じだけ延長されてもよく、これらのファイバを反射物質でコーティングすれば、ディスプレイ表面における光の散乱はさらに増大する。 Spacer fibers also may be extended as much as the optical channel fibers, if coating these fibers with a reflective material, scattering of light in the display surface is further increased.

先に開示した本発明のこれらの好適な実施形態は、そのシステム、そのコンポーネント、製造及び組立て方法及び効果的なオペレーション・モードに起因して極めて薄くかつコンパクトであり、構造の硬質、軟質に関わらず製造コストは極めて低く、しかも卓越した視角、解像度、明度、コントラスト及び概して卓越した性能特性を有する。 These preferred embodiments of the present invention disclosed above, the system, its components, due to manufacturing and assembly process and effective mode of operation is extremely thin and compact, though rigid structure, soft without the production cost is very low and having excellent viewing angle, resolution, brightness, contrast, and generally superior performance characteristics. 精密織物製造分野における当業者には、本明細書に記述されている構造及び方法は本発明のこの実施形態の範囲を網羅するものではなく、集積型ファラデー減衰器及び色選択を光ファイバ・エレメントに組み込む光ファイバ・ベースの磁気光学ディスプレイの織物風のコンポーネントを組み立てるために必要とされるような三次元織りスイッチ・マトリクスの織物製造における全ての変形が含まれることは明らかであるべきである。 The person skilled in precision fabric manufacturing field, this is not intended to be exhaustive of the scope of the embodiments, the integrated Faraday attenuator and the optical fiber elements to color selection structure and methods described herein the invention it should be apparent that to include all variations in fabric manufacture of the switch matrix woven three-dimensional, such as are required to assemble the components of the fabric-like fiber-based magneto-optic display incorporating the.

本発明の分野を超える三次元織物スイッチ構造体のアプリケーション。 Application of three-dimensional textile switch structure that exceeds the field of the invention. 本発明が開示している集積型光ファイバオプトエレクトロニック・コンポーネント・デバイスの発明的重要性に関連して行った先の観察をさらに詳述するためには、このような集積された構成部品の三次元織物的組立てが集積型オプトエレクトロニックまたはエレクトロフォトニック・コンピューティングの代替パラダイムを提案することが極めて重要である。 To illustrate the invention is disclosed in which an integrated optical fiber optoelectronic component device of the inventive significance in connection with previous observations that went further, tertiary such integrated components it is very important to the original fabric basis assembly proposes an alternative paradigm of an integrated optoelectronic or electro photonic computing. これは、波長分割多重(WDM)システムのためのスイッチ・マトリクスとして、及びより広範にはフォトニック及び半導体電子コンポーネントを最適に結合するLSI及びVLSIスケーリングの代替ICパラダイムとしての直接的アプリケーションを有する。 This is a switching matrix for wavelength division multiplexing (WDM) systems, and and more broadly has direct application as an alternative IC paradigm LSI and VLSI scaling optimally couple the photonic and semiconductor electronic components.

従って、その好適な実施形態の装置及び製造方法の開示は、内在的に広範なアプリケーションを有する。 Accordingly, the disclosure of apparatus and a manufacturing method of the preferred embodiment has an inherently wide range of applications. 実際に、この好適な実施形態は、別な方法で下記のような強力な含意を伴って言い替えることができる。 Indeed, this preferred embodiment can in other words with a strong implication as follows in a different manner.

FLAT発明の本光ファイバ織物実施形態の代替定義。 Alternative definitions of the optical fiber fabric embodiment of the FLAT invention. ディスプレイ出力表面アレイを形成すべく構成される「三次元光ファイバ織物構造集積回路デバイス」とも定義される織物光ファイバ・マトリクス。 Woven fiber matrix defined as "three-dimensional optical fiber woven structure integrated circuit device" configured to form the display output surface array. 厳密意味でのディスプレイ分野を除く本発明の好適な実施形態のアプリケーションの一例は、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ及びこれに類似するものとして構成される織物光ファイバ・マトリクスであろう。 An example of an application of the preferred embodiment of the present invention except for the display areas in the strict sense, would be a field programmable gate array and textile fiber matrix constructed as similar thereto. エレメント集積のための三次元織物ジオメトリの組み合わされた優位点、各々がその強度に従って実装されるフォトニクス及びエレクトロニクスの最適化された組合わせ、フォトニック・コアの周りの連続表面の周りに巻かれかつ当該連続表面を形成し、深層に「モノリシック」構造体を実装する多層クラッディング及びコーティングを有する、半導体エレメント及びフォトニック・エレメント双方のための高引張り強度自己基板としてのファイバのICポテンシャル−これらの効率は全て、電気光学織物ブロックを形成する機織りの製造コスト優位性及びファイバの大規模バッチ製造のコスト優位性と共に、プレーナ半導体ウェハ・パラダイムの重要な代替例を示唆する。 Combined advantages of three-dimensional textile geometry for element integrated, each photonics and electronics optimized combination implemented in accordance with the strength, wrapped around the continuous surface around the photonic core and to form the continuous surface, having a multi-layer cladding and coating implementing "monolithic" structure in the deep layer, the semiconductor elements and the fiber as a high tensile strength self substrates for both photonic element IC potential - of efficiency all the cost advantages of large-scale batch manufacturing cost advantage and fiber weaving for forming the electro-optic fabric block, suggesting an important alternative to the planar semiconductor wafer paradigm.

本発明のこの好適な光ファイバ実施形態により導入される新規パラダイムは、光ファイバ及び他の導電及びIC構造ファイバと、三次元微小織物マトリクスにおけるフィラメントとの組合わせを見込んでいる。 New paradigm introduced by the optical fiber suitable embodiment of the present invention includes an optical fiber and other conductive and IC structure fiber expects a combination of the filaments in the three-dimensional micro-fabric matrix. より大きい直径のファイバは、本明細書において別記開示されているように、一体製造されるクラッディング間/内マイクロプロセッサ・デバイス一式を備えてもよく、より小さいファイバはより小さいICデバイスを備えてもよく、また、フォトニック結晶ファイバ及び他の光ファイバ構造体、特にシングルモード・ファイバはナノスケールの直径に近づいていることから、個々のファイバはその円筒の長さに沿って数個のIC機能/エレメントを統合するだけである可能性がある。 Fibers of larger diameter, as is elsewhere disclosed herein may comprise a cladding between / inside the microprocessor device set to be integrally produced, smaller fiber comprises a smaller IC devices may, also, the photonic crystal fiber and another optical fiber structure, in particular since the single-mode fiber is approaching the diameter of the nanoscale, the individual fibers several IC along the length of the cylinder there is a possibility that only integrates the functions / elements.

従って、複雑な微小織物マトリクスは、他のフィラメントと組み合わされる、導電性または構造的な、かつクラッディング間またはクラッディング内の周期的ICエレメントで製造される場合もあるナノファイバを含む可変直径の光ファイバに織り込まれてもよい。 Thus, complex fine fabric matrix is ​​combined with other filaments, conductive or structural, and a variable diameter including nanofibers, sometimes produced by periodic IC elements between cladding or the cladding it may be woven into the optical fiber. ファイバは、より大きいフォトニック・サーキュレータ構造体のエレメントであってもよく、もとの微小光学ネットワークへ溶融またはスプライスされてもよい。 Fiber may be an element of a larger photonic circulator structure may be melted or splice to the original micro-optical network.

またこのような微小織物マトリクスのファイバは、コイルフォーム/場生成エレメント、電極、トランジスタ、キャパシタ、他を含むトランスペアレントなIC構造体を含む、屈折率が等しいコアとクラッディングによって製造されてもよく、よって織物構造体は、ファイバ間/フィラメント間ゾルが凝固すると個々のクラッディングに代わるものになるように、UV硬化されると必要な示差屈折率を有するゾルを注入されてもよい。 The fibers of such micro fabric matrix coil former / field-generating elements, electrodes, transistors, capacitors, including transparent IC structures comprising other, may be produced by the core and the cladding are equal refractive index, Therefore woven structure, as will become an alternative to individual cladding the fiber between / filament between sol solidifies may be injected with sol having a differential refractive index required when it is UV cured.

この手順は、ナノ粒子の静電的自己集合の槽による微小織物構造体の連続飽和によってさらに展開されてもよい。 This procedure may be further expanded by continuous saturation of the micro-fabric structure according to a bath of electrostatic self-assembly of nanoparticles. フィラメントの撚り線を分離するルーミング作用は、織りの間のファイバ及びフィラメントのパターニングを促進することができるが、パターニングは織りの前、もしくはファイバまたはフィラメントが半平行の組合わせ状態にあるときによりフレキシブルになる。 Flexible by when blooming effect of separating the strands of the filaments, but can promote fiber and patterning of filaments during weaving, patterning before weaving, or the fiber or filament is in the combination state of semi-parallel become.

これらの方法及び物質処理分野において周知である他の方法を介する、ファイバ間ゾルの構造体を制御する、よってファイバ接合部間の光タッピング及びフォトニック・バンドギャップ・スイッチングが大幅に促進されるポテンシャル(米国特許第6,278,105号参照)は、明らかであるべきである。 Via other methods well known in the methods and materials processing field, controls the structure of the fiber between the sol, thus the light tapping and photonic bandgap switching between the fiber junctions is significantly promoted potential (see U.S. Pat. No. 6,278,105) should be apparent. 集積型ファラデー減衰器光ファイバの機能もまた、このようなIC構造体におけるメモリ・エレメントとしてLSI及びVLSIスケールの構造体におけるキャッシュのインプリメンテーションに影響を与える。 Function of the integrated Faraday attenuator optical fiber also affect the implementation of a cache in a structure of an LSI and VLSI scale as a memory element in such IC structures. フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ(FPGA)は、このICアーキテクチャ・パラダイム関連の実装の豊かな領域を提示する。 Field programmable gate array (FPGA) presents a rich area of ​​the IC architecture paradigm related implementation.

光ファイバ及び他のマイクロフィラメントを有する微小織物構造体の「利用可能」な複雑さは、最大曲げ角度が光ファイバの導波を破壊することなく改善されるにつれて増大する。 "Available" complexity of the micro fabric structure having an optical fiber and other microfilaments, the maximum bending angle is increased as it is improved without destroying the waveguide of the optical fiber. 深海の有機体によって成長される薄いキャピラリの光ファイバの特性に関して最近報告された調査は、折り返しポイントまで捻りかつ曲げることのできる光導波構造体について明らかにした。 Study reported recently with respect to characteristics of an optical fiber of a thin capillary that is grown by organisms deep sea revealed the optical waveguide structure which can be bent twist and until folding points. これにより、本明細書に開示されている微小織物ICシステムの三次元織りは、技術上周知の複雑な織りタービン構造体によって明らかにされているような複合曲線的な三次元織り等の非直線織りを含むことになり、概して、本明細書に開示されている微小織物デバイス・クラス及び製造方法は、周知かつ開発されるべき精密三次元織りジオメトリの全領域を包含する。 Thus, weaving a three-dimensional micro-fabric IC system disclosed herein, non-linear, such as a woven composite curve three-dimensional, such as has been demonstrated by techniques known in the complex woven turbine structure It would include woven, generally, fine fabric device class, and a manufacturing method disclosed in the present specification encompasses the entire area of ​​the geometry weave precision three-dimensional to be known and developed.

小径のファイバ及びフィラメントを使用する微小織物パラダイムのさらなる開発は、市販のナノアッセンブリ方法の使用を通じて進むものと思われる。 A further development of the micro-fabric paradigm of using small diameter fibers and filaments is believed to proceed through the use of commercially available nano assembly methods. 具体的には、Zyvex社のナノマニピュレータ技術は「ナノルーム」システムとして実装されることが可能であり、またArryxのナノスケール光ピンセットも微小織物製造プロセスに適するものであり、任意選択として効率的な機械的/光学的ルーミング・パラダイムにおけるZyvexのナノマニピュレータと組み合わせたそのオペレーションはAlbany International Techniweaveにより実証されている方法及び機器へマイクロまたはナノスケールでパターニングされる。 Specifically, Zyvex Corporation nanomanipulator technique can be implemented as a "Nanorumu" system, also are those nanoscale light tweezers Arryx are also suitable for fine fabrics manufacturing process, efficient optionally mechanical / their operations in combination with nanomanipulators of Zyvex in optical rooming paradigm is patterned by micro-or nano-scale to a method and apparatus which is demonstrated by Albany International Techniweave.

光透過性媒体内を進む光と導電媒体内の電子との1000:1である周知の速度差は、電子的及び光子的エレメントの構成における自由度を含意して半導体機能のサイズ低減のみに集中する制約が幾分か放たれる。 Optically transparent medium in the electrons in the optical and conductive medium advancing the 1000: 1 the known speed difference is is concentrated only on the size reduction of the semiconductor features implying freedom in the arrangement of electronic and photonic elements constraint that is somewhat emitted. これは、この微小織物ICアーキテクチャによって可能にされるものであり、最終的に電子的及び光子的スイッチング及び回路エレメントの最適な混合が見込まれる。 This is what is made possible by the micro-fabric IC architecture, ultimately optimal mixing is expected electronic and photonic switching and circuit elements. 従って、幾つかのファイバはより多数のクラッディング間及びクラッディング内半導体エレメントをサポートすべくより大きい直径で製造されることが可能であり、一方で他のファイバは少数の電子コンポーネントのみを組み込んだ極端に小さい直径であり、また「全光」コンポーネントのみによるファイバもある。 Therefore, it can be manufactured with larger diameter in order to support and cladding in the semiconductor element between some fibers greater number of cladding, the other fiber whereas incorporating only a small number of electronic components extremely a small diameter and may also fibers by only the "total light" components. 光子的であり、よってフォトニック経路により接続される最適スケールのファイバ内に製造されるより小型のマイクロプロセッサ構造体を見込む「経路エレメント」の数の最大化は、最適化可能性の論理的結果である。 A photonic, thus allow for a small microprocessor structure than is produced within an optimal scale fibers connected by the photonic path maximize the number of "path element" logical result of the optimization possibilities it is.

従って、含意される微小織物IC「キューブ」(または他の三次元微小織物構造体)は、大型及び小型の光ファイバ及び、導電性の微小細管であり構造体を冷却するための循環流体で充填されかつ純粋に構造的(または半導体エレメントで微小構成されることによって構造的)かつ導電的(または微小構造の電子的及び光子的内部クラッディングでコーティングされて導電的)である他のフィラメントによる任意の数の組合わせから成ってもよい。 Therefore, the micro fabric IC "cubes" (or other three-dimensional micro-woven structure) to be implied is filled with large and small of the optical fiber and a conductive micro tubules circulating fluid for cooling the structure it is and purely structural (or structural by being fine a semiconductor element) and optionally by conductively other filament is (or are coated in electronic and photonic inner cladding conductively microstructure) it may consist of a number of combinations.

横方向のファラデー減衰器デバイス。 Lateral Faraday attenuator devices. このような微小織物アーキテクチャにおけるファイバ間スイッチングは、下記のような集積型マイクロファラデー減衰器光ファイバ・エレメントの(「インライン」に対して)「横方向」の変形により促進されてもよい。 Fiber between switching in such micro fabric architecture may be facilitated by the deformation of an integrated micro-Faraday attenuator optical fiber element as described below (for the "in-line") "lateral".

図36は、本発明の好適な一実施形態による横集積型変調器スイッチ/接合システム3600を示す概略図である。 Figure 36 is a schematic diagram showing a lateral integrated modulator switch / interface system 3600 according to a preferred embodiment of the present invention. システム3600は、後に後述するように、導波管内の1対の側方ポート(チャネル3605内のポート3615及びチャネル3610内のポート3620)を使用して一方の導波チャネル3605内の放射線の伝播をもう一方の横向きの導波管チャネル3610へ配向し直すためのメカニズムを提供する。 System 3600, as described later after the propagation of radiation in one of the waveguide channels 3605 using the side port of a pair of waveguide (ports in the port 3615 and channel 3610 in the channel 3605 3620) the provides a mechanism for re-orientation to the other sideways of the waveguide channel 3610. 第1のチャネル3605は、先に開示したように、かつ援用した特許出願に開示されているように、インフルエンサ・セグメント3625(例えば、集積型コイルフォーム)と、任意選択である第1の境界領域3630と、任意選択である第2の境界領域3635とを備えて構成される。 The first channel 3605, as previously disclosed, and as disclosed in the incorporated patent application, influencer segments 3625 (e.g., an integrated type coil former) and the first boundary is optional an area 3630, and a second boundary region 3635 is optional. さらに第1のチャネル3605は、偏光器3640と、対応するアナライザ3645とを含む(かつ、任意選択である二次的なインフルエンサ(明確を期して図示していない)を含んでもよい)。 Furthermore, the first channel 3605, a polarizer 3640, and a corresponding analyzer 3645 (and may include an optional secondary influencer (not shown for clarity)). 第1のチャネルは、第1の境界領域3630の一部に、第2の境界領域3630内に供給されるポート3615に近接して横向きの偏光アナライザ・ポート3650を含む。 The first channel, a part of the first boundary region 3630, including the lateral polarization analyzer port 3650 in close proximity to the port 3615 to be supplied to the second boundary area 3630. チャネル3605及びチャネル3610の接合部には、任意選択の物質3655が接合部を介する任意のロシネスを改善するためにこれらを囲んで供給される。 The junction of the channel 3605 and channel 3610 is supplied surrounds them in order to improve any Roshinesu the optional material 3655 through the joint. 物質3655は、所望される屈折率を有する硬化ゾル、ナノ自己集合型特殊材料またはこれらに類似するものであってもよく、信号損失を低減し、かつポート3615及びポート3620の所望されるアラインメントを保証する手助けになる。 Material 3655, curing sol having a desired refractive index may be one similar to the nano self-assembled special materials or they can reduce the signal loss, and the desired alignment is port 3615 and port 3620 It will help guarantee. インフルエンサ3625は、アナライザ・ポート3650の伝達軸に対する相対的な偏光角を基礎として、第1のチャネル3605を介して伝播する放射線の偏光及びポート3615を介して進む放射線の量を制御する。 Influencer 3625 controls the relative polarization angle as a basis, the amount of radiation traveling through the polarization and the port 3615 of the radiation propagating through the first channel 3605 with respect to the transmission shaft of the analyzer port 3650. 以下、システム3600の構造及びオペレーションについてさらに説明する。 It will be further described the structure and operation of the system 3600.

ポート3615及びポート3620は、後述する溶融ファイバ・スタータ方法またはその類似方法によって実装される境界領域内の誘導構造体であり、グリンレンズ構造体を含んでもよい。 Port 3615 and port 3620, a guiding structure in the boundary region which is implemented by melt fiber starter methods or similar methods thereof will be described later, it may include a GRIN lens structure. これらのポートは境界領域における精確なロケーションに位置づけられる場合もあれば、チャネルの長さ(または長さの一部)に沿って周期的に配置される場合もある。 In some cases these ports to be positioned in precise locations in the boundary region, the program may be periodically disposed along the length of the channel (or a portion of the length). 実施形態によっては、一方の境界領域の全域が所望される属性(偏光またはポート)構造体を有してもよく、接合ロケーションにおいてもう一方の境界領域に1つまたは複数の対応する構造体を有してもよい。 In some embodiments, may have an attribute (polarization or port) structure throughout the one boundary region is desired, have a structure in which one or more corresponding to the other border regions in the bonding locations it may be.

偏光器3640及びアナライザ3645は、チャネル3605へとさらに伝播する放射線の振幅を制御する任意選択の構造体である。 Polarizer 3640 and the analyzer 3645 is a structure of any selection for controlling the amplitude of the radiation further propagated to the channel 3605. 偏光器3640及びこのセグメントのための任意選択である任意のインフルエンサエレメントを含むアナライザは、インフルエンサ3625と共同してチャネル3605及び3610間の放射信号伝播を制御する。 Polarizer 3640 and the analyzer including any influencer element is optional for this segment, it controls the emission signal propagation between influencer 3625 channel in cooperation with 3605 and 3610.

図37は、図36に示す横集積型変調器スイッチ/接合3600の一連の製造ステップを示す概略図である。 Figure 37 is a schematic diagram showing a series of manufacturing steps of the lateral integrated modulator switch / junction 3600 shown in FIG. 36. 製造システム3700は、ブロック3705の薄いセクション3710を取り外した状態で多くの導波チャネル(例えば、援用した暫定特許出願に記述されているような溶融ファイバ面板及びこれに類似するもの)を有する材料ブロック3705の形成物を含む。 Manufacturing system 3700, a material block with many of the waveguide channel in a state of detaching the thin section 3710 of block 3705 (e.g., the incorporated provisional patent application written in are such fused fiber faceplate and this shall be similar) including the formation of 3705. セクション3710は、スタータ・ウォール・シート3715を形成すべく軟化されて準備される。 Section 3710 is prepared is softened to form a starter wall sheet 3715. シート3715は丸められ、引抜き用の所望されるプリフォームを製造するためのシリカ・スタータ管3720が形成される。 Sheet 3715 is rounded, silica starter tube 3720 for the production of desired preform is for withdrawal are formed.

繊維マトリクス内に直交して位置づけられるファイバ間の接合ポイント/接触ポイントは、新しいタイプのファイバ間「光タップ」の軌道になる。 Bonding points / contact points between fibers are positioned perpendicularly to the fiber matrix becomes the trajectory of the new inter-type fiber "optical tap". 本発明の好適な一実施形態による光ファイバ・マイクロ・ファラデー減衰器のクラッディング1においては、(ファイバの複数のファラデー減衰器セクションの外部のファイバ軸上にある)クラッディングは、屈折率の周期的変更により、偏光濾波性(本明細書において先に開示したファイバ集積偏光フィルタリング及びNano−Opto Corporationによる波長以下のナノグリッド参照)または偏光非対称性(先に参照、開示している)となるべく微細構造化される。 Period of In the preferred embodiment the cladding 1 of the optical fiber micro-Faraday attenuator by, (in multiple Faraday attenuator section outside of the fiber axis on the fiber) cladding, the refractive index of the present invention the alteration, (referenced above discloses) polarization filtering properties (see nanogrid follows wavelength by fiber integrated polarizing filter previously disclosed and nano-Opto Corporation herein) or polarization asymmetry with as small as possible It is structured. この同じセクションにおいて、屈折率は(イオン注入、電気的方法、加熱、光反応的方法または他の技術上周知のインプリメンテーションによって)コアのそれに等しくなるように変えられている。 In this same section, the refractive index is changed to be equal to that of the (ion implantation, electrical methods, heating by light reaction methods or other techniques known in the implementation) core. (或いは、クラッディング1全体がこのように微細構造化され、等しい屈折率にされる。) (Alternatively, the entire cladding 1 is thus microstructured, is equal refractive index.)
本明細書に開示されている集積型ファラデー減衰器のこの変形の神髄は、これが、半導体光導波管を結合するために導波管自体が崩壊されるGemfire Corporationの製品を含む他の全ての先行技術「光タップ」とは基本的に区別されることにある。 Essence of this variant of the integrated Faraday attenuator disclosed herein, this is, all other prior containing product Gemfire Corporation of waveguide itself is collapsed to couple semiconductor optical waveguide the technology "light tap" there is to be basically distinguished. 導波構造体の崩壊は、チャネル間の光学信号の効率的な伝送を保証する任意の光子的またはエレクトロフォトニック・スイッチング・パラダイムまたはネットワークの優れたコンポーネントの破壊を意味する。 Collapse of the waveguide structure, means any photons or destruction of great component of electro photonic switching paradigm or network to ensure efficient transmission of optical signals between channels. 他の全てのタイプの「光タップ」に必要なコア領域間の非誘導信号を制御するための追加的で複雑な補償を必要としない「光タップ」は、当然ながらより単純かつより効率的である。 Does not require additional and complicated compensation for controlling the non-induced signal among all other types of core regions required for "light tap" "optical tap" is of course simpler and more efficient is there.

従って、先行技術における他の「光タップ」とは対照的に、スイッチング・メカニズムは格子構造体を実現するための分極領域の起動、または電極アレイの起動ではない。 Thus, in contrast to other "optical tap" in the prior art, the switching mechanism is not a start of the polarization field actuated or electrode array, for realizing a lattice structure. むしろこれは、コアを介して伝播する光の偏光角を回転させるインライン・ファラデー減衰器のスイッチであり、このスイッチを、効果的には偏光フィルタであるクラッディング・セクションと組み合わせることにより、出力及び入力ファイバ(または導波管)のクラッディングにおける横方向の誘導構造体を介する精確に制御された信号部分の迂回がもたらされる。 Rather, it is a switch inline Faraday attenuator which rotates the polarization angle of the light propagating through the core, the switch, the effective by combining with cladding section is polarization filter, output and bypass of precisely controlled signal portion through the lateral guiding structure is provided in the cladding of the input fibers (or waveguides). スイッチの速度はファラデー減衰器の速度であり、陰極及び陽極でカバーされる比較的広い領域の化学特性を変更する速度に対抗する。 The speed of the switch is the speed of the Faraday attenuator, to counter the speed of changing the chemical properties of a relatively large area covered by the cathode and the anode.

コア(及び任意選択のクラッディング1)における全内反射を実装するに足る、コア(及び同じく任意選択のクラッド1)とは異なる屈折率を有する(集積型ファラデー減衰器セクションの外側のファイバ軸上にある)クラッディング2においては、下記の2つの構造体のうちの何れか一方が製造される。 Core sufficient to implement total internal reflection at (and optionally cladding 1), the core (and also optional clad 1) having a refractive index different from that of the (integrated Faraday attenuator section outside of the fiber on the shaft in certain) cladding 2, one is produced of the two structures described below.

a)ファイバ軸に対して直角またはほぼ直角である光軸を有する、本明細書において別記参照されている方法に従って製造されるクラッディング内の屈折率分布型(GRIN)レンズ構造体。 Right angle or having an optical axis which is substantially perpendicular, the refractive index distribution type in the cladding to be manufactured according to the method elsewhere referred to herein (GRIN) lens structure with respect to a) the fiber axis. 焦点路は光ファイバの軸に対して直角または僅かにオフセットされて配向され、よって光ファイバ1からGRINレンズを通過する光は接触ポイントにおいて光ファイバ2と結合して光ファイバ2の軸へ同じく直角に入り、または好適な方向で一定の角度により光ファイバ2内へ入る。 Focal path is oriented is perpendicular or slightly offset relative to the axis of the optical fiber, thus light passing through the GRIN lens from the optical fiber 1 is also perpendicular to the axis of the optical fiber 2 coupled with the optical fiber 2 at the contact points It enters the optical fiber 2 by a certain angle enters, or in a suitable direction.

b)イオン注入、製造プロセスにおける電極間への電圧印加、加熱、光反応的方法または技術上周知の他のシステムにより製造される、コア(及び任意選択としてクラッディング1)と同じ屈折率であるより単純な光学チャネル。 b) ion implantation, the voltage application between the electrodes in the manufacturing process, heat is produced by photoreaction methods or known in the art other systems of the same refractive index as the core (and cladding 1 optionally) more simple optical channel. この単純な導波チャネルの軸は、先のオプションa)の場合と同様に直角または僅かにオフセットしていてもよい。 The axes of simple waveguide channel may be at right angles or slightly offset As in the previous option a).

このマイクロファラデー減衰器ベースの「光タップ」、より正確に定義すれば「横方向のファイバ−ファイバ(または導波管−導波管)ファラデー減衰器スイッチ」、のオペレーションは、偏光角が活性化された集積型マイクロファラデー減衰器セクションを通過することにより回転され、(ファイバ「光タップ」の周知のオペレーションにより)「リーク」されると、より正確に定義すればクラッディング1を介してクラッディング2内のGRINレンズ構造体またはより単純な光学チャネルの何れかへ誘導され、かつ何れかの出力チャネルから光ファイバ2内へカップリングされると達成される。 "Optical tap" of the micro-Faraday attenuator base, more precisely defined by The "lateral fiber - fiber (or waveguide - the waveguide) Faraday attenuator switch", the operation, the polarization angle is activated It is rotated by passing through the integrated micro-Faraday attenuator sections which are cladding through the cladding 1 if Once (fiber by a known operation "optical tap") "leakage", more precisely defined It is directed to any of the GRIN lens structure or a simpler optical channels in 2, and attained to be one of the output coupling from the channel into the optical fiber 2.

光ファイバ2は、平行する構造体(クラッディング2におけるGRINレンズまたはクラッディング導波管チャネル)により光ファイバ1から受け取られる光を偏光フィルタリングまたは非対称クラッディング1へ、そこから光ファイバ2のコアへと最適にカップリングするように製造される。 Optical fiber 2, to a structure polarized filtering or asymmetric cladding 1 the light received from the optical fiber 1 by (GRIN lens or cladding waveguide channels in the cladding 2) parallel and from there to the core of the optical fiber 2 It is manufactured as optimally coupled with.

ファイバ−ファイバ・マトリクスの周りには、先に示したように織物構造体へ染みこむ硬化ゾルが存在する。 Fiber - Around the fiber matrix, there are hardened sol Komu stains to the fabric structure, as indicated above. これは、ファイバ間(または導波管間)を誘導される光を閉じ込めてカップリングの効率を確実にする示差屈折率を有する。 This has a differential refractive index to ensure the efficiency of the coupling confining light guided between fibers (or between the waveguide).

クラッディングを微細構造化する効果的な新規代替方法は、MCVD/PMCVD/PCVD/OVDプリフォーム製造方法の新規変更仕様によって達成されてもよい。 Effective novel alternative methods of microstructured cladding may be achieved by the new specification changes MCVD / PMCVD / PCVD / OVD preform manufacturing method.

プリフォームにおける横方向導波構造体の製造方法。 Method of manufacturing a lateral waveguide structure in the preform. この新規方法によれば、プリフォームを成長させるべくその上にスートが蒸着されるシリカ管は、丸めて溶融された溶融ファイバ断面の薄いシートから製造される円筒の形をとる。 According to this novel method, a silica tube soot thereon to grow preform is deposited in the form of a cylinder which is manufactured from a thin melt fiber cross-section that is melted rolled sheet. 即ち、任意選択としてクラッディング及びコアの適正なドーピング特性に合わせて選ばれる異なる特性を有する、異なる屈折率及び異なる電気光学特性の薄いファイバ・セクションによるグリッドを実装すべくこのように異なって最適化されるファイバを交互にした光ファイバが溶融され、溶融されたファイバ・マトリクスの断面が薄いシートにカットされる。 That is, having different characteristics chosen to match the proper doping of the cladding and core optionally, in order to implement the grid by a thin fiber sections of different refractive index and different electro-optical characteristics optimized differently thus is an optical fiber melted in which the fiber alternately being, the cross section of the fiber matrix which is melted is cut into thin sheets. 次に、これらのシートは均一に加熱され、軟化されかつ加熱された成形ピンの周りに曲げられ、既知のプリフォーム製造プロセスに従って薄いプリフォームを製造するためのスタータとして適する薄壁円筒が実現される。 Then, these sheets are uniformly heated, bent around the softened and heated forming pins, thin-walled cylinder which is suitable as a starter for the production of thin preforms according to the known preform manufacturing process is realized that.

溶融ファイバ・シートにおいて使用されるファイバの寸法は、最終的にクラッディング内に生じる横方向の構造体の寸法がそこから引き抜かれるファイバにとって最適なものになるように選ばれる。 The dimensions of the fiber used in the fused-fiber sheets, eventually the lateral dimension of the resulting structure in the cladding is chosen to be optimum for the fiber to be drawn therefrom. 但し、一般的には、このためのファイバは、そうして製造されるプリフォームからの引抜きの間に構造寸法が効果的に増大することから、製造され得る最小寸法(コア及びクラッディング)になる。 However, in general, fibers for this purpose, thus since the structural dimensions is effectively increased during the withdrawal from the preform to be manufactured, the minimum dimension that can be produced (core and cladding) Become. このようなファイバ寸法は、実際のところ断面が小さすぎて個々のファイバとしてのシングル・モードにさえ使用することができない。 Such a fiber dimensions, can not be a matter of fact cross-section is too small to use even in the single-mode as individual fiber. 但し、溶融ファイバ・セクションまたはスライスの厚さを適正に選択することと組み合わせれば、結果的にもたらされる引抜きファイバのクラッディングにおいて継続的にパターニングされる横方向の導波構造体の寸法は、横方向の構造体が所望される(シングル・モード、マルチ・モード)「コア」及び「クラッディング」寸法を有するように制御されることが可能である。 However, when combined with proper selection of the thickness of the fused fiber section or slice, the lateral dimension of the waveguide structure is continuously patterned in the cladding withdrawal fiber to consequently leads are lateral structures are desired which can be controlled to have a (single mode, multimode) "core" and "cladding" dimension.

微細構造体の適切な寸法をさらに確実にするために、ファイバのより小さい組合わせが溶融され、軟化されかつ引き抜かれ、次に再び他のファイバと溶融された後に最終的なファイバ・アレイが長さに合わせて溶融され、円筒へと形成されるためのシートにカットされてもよい。 To a suitable size to further secure the microstructure is melted is less than combinations of fibers, are softened and withdrawn, the final fiber array after being melted again another fiber then long is melted to fit in is, it may be cut into sheets to be formed into a cylinder.

本発明の本集積型ファラデー減衰器デバイスのファイバ−ファイバ変形の実装におけるフレキシブルさを促進するために、共に相対「入力」端及び相対「出力」端(これらはここでは逆であってもよい)にある光ファイバ1のコア及びクラッディング1におけるこれらの偏光セクションは、本明細書において別記参照及び開示されている方法に従ってクラッディング上記またはクラッディング間/内に製造される電極構造体によって、もしくは既知の方法によるUV励起によって交換可能式に誘導されてもよい。 This integrated Faraday attenuator devices fibers of the present invention - in order to promote the flexibilities in the implementation of fiber deformation, both relative "input" end and the relative "output" end (they may be here, the reverse) these polarization sections in the core and cladding 1 of the optical fiber 1 in the by the electrode structure produced on the cladding above or cladding between / within in the manner that is elsewhere referred to and disclosed herein, or it may be derived in an exchangeable type by UV excitation by known methods. 上記UV信号は、本明細書において別記開示及び参照されている形態及び方法に従ってクラッディング間またはクラッディング内に製造されるデバイスによって発生されてもよい。 The UV signal may be generated by the device to be manufactured between cladding or the cladding according to embodiments and methods which are elsewhere disclosed and referenced herein. 電極構造体による場合は、偏光フィルタリングまたは非対称状態のスイッチングは電気光学的と記述されてもよく、UV信号による場合は、「全光」と記述されてもよい。 If by the electrode structure, the switching of the polarization filtering or asymmetric state may be described as electro-optical, if by UV signals may be described as "all-optical".

本明細書に開示されているUV起動式変形は、特有のインプリメンテーションに好適な他の実施形態を有するスイッチにとって最も好適な実施形態であり、コア及びクラッディングのこのような偏光フィルタリングまたは非対称セクションは「過渡的」と呼ばれてもよい。 UV actuated deformation disclosed herein, the most preferred embodiment for the switch with another preferred embodiment the specific implementation, the polarization filtering or asymmetric core and cladding section may be referred to as "transitional". 米国特許第5,126,874号(「過渡的な光学エレメント及び回路を製造するための方法及び装置」)を参照されたい。 See U.S. Patent No. 5,126,874 ( "Method and apparatus for producing a transient optical elements and circuits"). よって、フィルタまたは非対称エレメントは、オペレーションと共に集積型ファラデー減衰器の可変輝度スイッチング・エレメントとして起動または停止、即ちスイッチ「オン」または「オフ」されてもよい。 Therefore, the filter or asymmetric elements, start or stop as a variable brightness switching elements of the integrated Faraday attenuator with operations, i.e. may be switched "on" or "off".

クラッディング1は、先に示したようにコアと同じ屈折率であってもよく、クラッディング2は示差屈折率を有する。 Cladding 1 may be the same refractive index as the core, as indicated above, the cladding 2 has a differential refractive index. よって、クラッディングのみによる偏光フィルタリングまたは非対称構造では「間違った」偏光のコアへの閉じ込めが達成される。 Therefore, confinement of the "wrong" polarization core is achieved by polarization filtering or asymmetric structure by only cladding. 従って、クラッディング1の省略時設定は偏光フィルタ/非対称により光をコアに閉じ込める「オン」、または光がコア及びクラッディング1へ誘導されかつクラッディング2によってのみ閉じ込められることを許容する「オフ」の何れかであってもよく、次には、デフォルトとは反対の設定へ交換可能である、電極またはUV起動エレメントが構成されるセクションにあってもよい。 Thus, the default settings of the cladding 1 confine light in the core by the polarizing filter / asymmetry "on", or light is guided to the core and cladding 1 and allows confined only by a cladding 2 "off" may be any one of, the following default and is replaceable in the opposite configuration, the electrode or UV activation element may be located constituted section.

微小織物三次元ICのオペレーションの特徴の一つを述べるとすると、下記のようになる。 When describing the one of the characteristics of operation of the micro fabric three-dimensional IC, it is as follows. 即ち、クラッディング内及びクラッディング間の微細誘導構造体、クラッディング内及びクラッディング間をこれらのチャネルに統合するICエレメント及びトランジスタ及び上記構造体の周期的エレメントとして製造される集積型のインライン及び横方向ファラデー減衰器デバイスを使用して横方向に構成される光ファイバは、WDM型マルチモード・パルス信号をコア内でバスとして伝送することができ、上記信号は、任意の信号パルスの幾分か、または全てを集積型ファラデー減衰器メカニズムによりインラインまたは横方向へ、クラッディング内の横方向の誘導構造体を介してクラッディング内の半導体及びフォトニック構造体へ、かつファイバ間へと切換され、バスとして、または他のエレクトロフォトニック・コンポーネントと That is, the fine guiding structure between cladding within and cladding, the integrated produced between cladding within and cladding as a periodic element of IC elements and transistors and the structure integrated into these channels inline and configured optical fiber in the lateral direction using the transverse Faraday attenuator device can transmit a WDM multimode pulse signal as a bus in the core, the signal is somewhat arbitrary signal pulse or all the inline or transverse direction by the integrated Faraday attenuator mechanism via the lateral guiding structure within the cladding to the semiconductor and photonic structures within the cladding, and is switched to the inter-fiber as a bus, or with other electro photonic components て機能する。 To function Te.

幾つかのファイバは、クラッディング内またはクラッディング間に製造される単一エレメントを有するナノスケール及びシングル・モードである場合もあれば、直径がより大きくマルチ・モードまたはシングル・モードであって、(マイクロプロセッサに近い)膨大な数の半導体(電子的及び光子的)エレメントを使用してクラッディングの間、内部または上に効果的に製造される場合もある。 Some of the fiber can either be a nanoscale and single mode having a single element that is produced between the cladding within or cladding, a greater multi-mode or single mode diameter, (close to the microprocessor) huge number of semiconductor between the (electronic and photonic) cladding using elements, sometimes effectively be produced in or on. ファイバは、任意の数のサイズ及びファイバ自体における微細構造ICエレメントとの組合わせで、微小織物アーキテクチャ全体の組み合わせにおいて、バスまたは個々のスイッチングまたはメモリ・エレメントとして機能してもよい。 Fibers, in combination with the microstructure IC elements in size and fiber itself any number, in combination with the entire micro-fabric architectures, may function as a bus or individual switching or memory element. 従って、スイッチング、他は、ファイバ・コア内、コアとクラッディングの間、クラッディング内のエレメント間及びファイバ間で発生する。 Therefore, the switching and the other is in the fiber core, between the core and the cladding, generated between and between fiber elements in the cladding.

ハーバード大学のEric Mazur、Limin Tong外が実証している、原子レベル及びクモの糸の2乃至5倍の引張り強さにおける表面平滑化を使用して、サファイア・テーパの周りにグラスファイバを巻いて加熱し、次に比較的高い粘性物を引張るという単純なプロセスにより製造される50nm「光学的ナノワイヤ」は、微小織物構造体におけるインプリメンテーションに極めて適している。 Harvard Eric Mazur, Limin Tong outside is demonstrated, using the surface smoothing in 2 to 5 times the tensile strength of the yarn at the atomic level and spiders, by winding a glass fiber around the sapphire taper heated, then a relatively high 50nm "optical nanowire" manufactured by a simple process of a viscous substance pulling is very suitable for implementation in a micro woven structure. 可視乃至近赤外波長は、光ファイバ導波管タイプのこの波長以下直径の変形の中を誘導されたが、コア内への閉じ込めの代わりに、誘導される光のほぼ半分が内側へ運ばれ、半分が表面に沿ってエバネセントに運ばれる。 Visible to near-infrared wavelengths, was induced through variations of this wavelength less than or equal to the diameter of the optical fiber waveguide type, instead of confinement into the core, approximately half of the induced light is transported to the inside half is conveyed to the evanescent along the surface. 注目すべきことに、光は、ファイバ間の光エバネセント結合により低損失で結合されることが可能である。 Notably, light can be coupled with low loss by the optical evanescent coupling between the fibers.

このような光学的ナノワイヤの間における、本明細書において別記開示されているような、または他の任意のメカニズムによる偏光境界/フィルタの注入ゾルまたはクラッディング及びコーティングを介する挿入、及びこれに続く本明細書において別記開示されている集積型ファラデー減衰器デバイスの横向きの変形を介する操作は、経路間のさらに単純化されたスイッチング/接合デバイスを供給する。 Such between the optical nanowires, inserted through the injection sol or cladding and coating of polarization boundary / filter according to the present as is elsewhere disclosed herein or any other mechanism, and the subsequent thereto operation through the lateral deformation of the integrated Faraday attenuator devices that are elsewhere disclosed herein provides a further simplified switching / junction device between paths.

微小織物IC構造は、直角まで曲げることができて、事実上捻って、または結んで結び目にすることもできるワイヤの柔軟さに起因する光学的ナノワイヤの特性によって特に促進される。 Fine woven IC structure is able to bend up to a right angle, with virtually twisted, or tied in particular facilitated by the characteristics of the optical nanowires due to the flexibility of the wire can also be a knot at.

カリフォルニア工科大学のKerry Vahalaによる、何十ミクロンもの直径の「光学的ワイヤ」の製造に関する補完的研究、及びシリカ・マイクロビード及びミクロン級光学的ワイヤから成る超小型、超低しきい値のラマンレーザを実証するVahala指揮下の関連研究もまた、微小織物構造体にとって極めて有益である。 According to Kerry Vahala Caltech, complementary study on the production of "optical wires" of tens microns in diameter, and micro made of silica micro beads and micron optical wire, a Raman laser ultra low threshold Related studies under Vahala command to demonstrate also a very beneficial micro woven structure. 微小織物構造体内に散在されるマイクロビードは、微小織物構造体エレメントにより所定位置に保持されて光学的ワイヤに結合されてもよく、3DICアーキテクチャにおける信号発生及び操作のためのさらなるオプションを実装する。 Microbeads are interspersed micro fabric structure is held in place by small woven structure elements may be coupled to an optical wires, to implement additional options for signal generation and manipulation in 3DIC architecture.

最後に、ファイバ間、クラッディング間、他の光子的及び電子的スイッチング・エレメントの最適な混合体と組み合わされるインライン及び横方向のファラデー減衰器スイッチ/接合部の本質は、光パルス体制に対抗するものとしての一定の光学信号、但し変化する偏光状態のみを使用するバイナリ論理の新規実装方法を示唆する。 Finally, between the fibers, between cladding, inline and transverse nature of the Faraday attenuator switch / junction combined with optimal mixture of other photonic and electronic switching element, to counter the optical pulse regime It suggests constant optical signal as ones, the binary logic of the novel mounting method using only polarization states, however changes. よってこのバイナリ論理システムは、その論理状態が、超高速で変化される可能性のある信号の偏光角の使用によって(時として専ら偏光角を基礎として)操作されかつ検出される「常時接続」の光学経路を組み込む。 Thus the binary logic system, its logic state, (on the basis of the sometimes exclusively polarization angle) by use of a polarization angle of the signal that may be varied by ultrafast been operated and is detected in the "always" incorporating an optical path.

エレクトロフォトニック混合微小織物ICアーキテクチャにおいて展開される集積型ファラデー減衰器デバイスの開示されている変形は、このようなバイナリ論理スキームを明確に実装している可能性があり、マイクロプロセッサ及び光通信オペレーションの速度及び効率の向上に関して多くの可能性をもたらす。 The disclosed modifications of the integrated Faraday attenuator device that is deployed in the electro photonic mixing fine fabrics IC architecture might be clearly implement such binary logic scheme, a microprocessor and an optical communication operations It offers many possibilities with respect to the speed and efficiency of the improvement of the.

これらの例示的説明は、光子的及び半導体電子エレメントを最適化する波長分割多重スイッチ・マトリクス及びLSI及びVLSI IC設計を含む本ディスプレイ発明の新規織物構造体及びスイッチング・アーキテクチャの広範な適用可能性を確立すべく機能し、よって本技術に精通する者は、本新規方法、コンポーネント、システム及びアーキテクチャが、詳しく開示されているこれらの例のみに限定されないことを認識するであろう。 These exemplary description, the broad applicability of the novel fabric structure and switching architecture of the present display invention with photons and wavelength division multiplexing switching matrix and LSI and VLSI IC design to optimize the semiconductor electronic element to establish functioning, thus one skilled in the art, the novel process, the components, systems and architectures, will recognize that the invention is not limited only to these examples are disclosed in detail.

好適な代替実施形態。 Alternative preferred embodiment. 以下、スイッチ・モジュールから分離しているが光ファイバ束によって半導体アドレシング・ウェハに統合されるファイバ束を組み込むスイッチ・モジュールとリンクされる「コンポーネント」光ファイバ・ベースのディスプレイについて開示する。 Hereinafter, although separated from the switch module disclosed for display "component" fiber-based that are linked with the switch module incorporating fiber bundle to be integrated into the semiconductor addressing wafer by an optical fiber bundle.

図23は、図7に示すコンポーネント化されたディスプレイ・システムの実装の好適な実施形態を示す略図である。 Figure 23 is a schematic diagram of a preferred embodiment of implementation of the componentized display system shown in FIG. コンポーネント化されたシステム2300は照明モジュール2305を含み、照明モジュール2305は変調システム2315へ結合される第1の連通システム2310(本実施形態では透明のシリコン・ウェハとして示されている)を有する。 Componentized system 2300 includes an illumination module 2305, the illumination module 2305 includes a first communicating system 2310 that is coupled to the modulation system 2315 (shown as a clear silicon wafer in this embodiment). 変調システム2315は、ディスプレイ/プロジェクタ表面2325へ結合される第2の連通システム2320へ画像情報を供給する。 Modulation system 2315 supplies the image information to the second communication system 2320 that is coupled to a display / projector surface 2325.

この好適な実施形態は、光導波を基礎とする磁気光学ディスプレイの固有のポテンシャルを利用し、具体的には、光ファイバを使用してスイッチング段階をディスプレイまたはプロジェクション表面から空間的に分離する。 The preferred embodiment utilizes a unique potential of the magneto-optic display based upon the optical waveguide, specifically, spatially separate the switching stage from the display or projection surface using the optical fiber. ほとんどロシネスなく長距離に渡って光を導くための光ファイバの使用は、実際にはスイッチ・マトリクスまたはスイッチ・ユニットのディスプレイ面(またはプロジェクション面)からの超遠隔分離を可能にする。 Most use of optical fiber for guiding light over Roshinesu rather long distance, actually enables ultra remotely separated from the display surface of the switching matrix or switching units (or projection surface). (本実施形態は、Sarcos及びユタ大学のSteve Jacobsenによって遂げられた進歩により例証される技術上の精密アラインメントにおける改良を利用するものである。) (This embodiment takes advantage of improvements in precision alignment of the art as exemplified by the progress which has been achieved by Steve Jacobsen of Sarcos and University of Utah.)
以下、システム全体のコンポーネントを構成順に、この場合はディスプレイ表面から照明ソースへと取り上げる。 Hereinafter, the configuration order of the components of the overall system, in this case picks from the display surface to the illumination source.

ルーム式ディスプレイ表面構造体。 Room type display surface structure. 漸次低減される間隔で編まれるファイバ横列。 Gradual fiber row knitted with a reduced interval at. ファイバと結合して単一の束または少数のより小さい束にできるまで、ディスプレイ・エレメントの相対位置を保持する。 Combined with fiber until a single bundle or a small number of smaller bundles, retaining the relative position of the display element.

1. 1. ディスプレイ表面及びファイバの出力端。 The output terminal of the display surface and fiber. ディスプレイ表面は、先の好適な実施形態において明記したものと同様に構成される。 Display surface is similarly configured to that stated in the preferred embodiment of the above.

2. 2. 「X」及び「Y」アドレッシング・ファイバのない状態の構造マトリクスにおけるファイバの織物アッセンブリ。 "X" and "Y" fabric assembly of fibers in the structural matrix of the absence addressing fiber. 織物マット構造体にスイッチング・コンポーネントが存在しないことは、先の実施形態からの本実施形態の出発点である。 The absence of switching components in woven mat structure is the starting point of the present embodiment from the previous embodiment.

3. 3. 「x」リボンのルーミングにおいては、さらに、光ファイバの両端を切断して極薄のユニタリ・ディスプレイが実現される代わりに、ファイバは先の実施形態の場合のように出力端のみが切断されて成形される。 In rooming "x" ribbon, further, instead of unitary display ultrathin cutting the ends of the optical fibers is realized, the fiber is only output as in the previous embodiment is cut It is molded.

4. 4. 従って、リボンは「z」方向の広範な切断前の織物シートのままであり、「x」及び「y」フィラメントはファイバ出力端の位置を固定すべく編み込まれる。 Accordingly, the ribbon remains fabric sheet before extensive cleavage of the "z" direction, "x" and "y" filament knitted so as to fix the position of the fiber output end. この後、断続的な織物セクションが、ファイバをディスプレイ表面と同じ相対位置に結合する。 Thereafter, intermittent fabric section binds the fibers in the same relative position as the display surface.

ファイバ束は、ディスプレイ表面においてファイバ出力端の相対位置を保持する。 Fiber bundle holds the relative position of the fiber output end on the display surface. 本明細書で明示されかつ説明されているように、「x」及び「Y」構造エレメントで編まれかつUV硬化ゾルで充填されたファイバが、ファイバとサブピクセルとの相対直径により(かつ既に述べた改良された出力端/ピクセル性能に関するオプションを考慮して)決定づけられる適切な数の平行なスペーシング・フィラメントで分離される間、光学チャネル間の間隔はディスプレイ面において要求される寸法から急速に低減される。 As stated and described herein, said "x" and "Y" woven structural elements and fibers filled with UV curable sol, the relative diameter of the fiber and the sub-pixels (and already was improved output terminal / pixel performance considering options for) while being separated by the appropriate number parallel spacing filaments of which is dictated, the spacing between optical channels rapidly from size required in a display surface It is reduced. 横列は、ディスプレイ面を事前に断続的に編み込まれた広範なシートとして形成するために編み込まれるため、広範な光ファイバを結びつける漸次小さくなる四角織物に追加されるのは「y」フィラメントのみである。 Row, because knitted to form a wide sheet knitted in advance intermittently the display surface, only "y" filaments being added progressively smaller square fabric tying extensive optical fiber .

こうして薄型FPDケースの内部では、ファイバは接着剤で接着できるほどに互いに近接されることになり、ディスプレイ面で達成される相対位置が保持される。 Within the thin FPD case thus, fiber would be close to each other enough to adhesively bonded, the relative position achieved at the display surface is retained. 従って、ストラップ式かつ断続的に塗布される接着剤で接着された光ファイバ束は、FPDケースから伸びて便利な手段により遠隔のスイッチ・ユニットへと至る保護ケーブル・スリーブ内へ挿入されてもよい。 Accordingly, the strap type and the optical fiber bundle which is adhered with an adhesive is intermittently applied, it may be inserted into the protective cable sleeve extending to a remote switch unit by convenient means extending from the FPD Case .

ステレオ・システムにおける分離されたオーディオ・コンポーネントの場合と同様に、スイッチ・マトリクスは、他のオーディオ/ビデオ機器と共に遠隔ユニット内に含まれてもよい。 As with the audio component which is separated in a stereo system, the switch matrix may be included in the remote unit with other audio / video equipment. スイッチ・ユニットへと入っていくケーブルは、このユニット内で次に明記するようなスイッチング手段と接合される。 Cable entering into the switch unit is joined to the switching means such that the next specified in this unit.

溶融ファイバ基板上のシリコン・ウェハ・アドレッシング・グリッドに結合されるファイバ束。 Fiber bundle that is coupled to the silicon wafer addressing grid on fused-fiber substrate. 束にされたファイバは、透明なシリコン・ウェハに突き合わせて接合され、接着される。 Fibers are bundled is joined against a transparent silicon wafer, it is bonded. ウェハは、溶融ファイバ基板上にアドレッシング・グリッドをプリントされ、束にされたファイバは、外部ファイバ束トポロジーをミラーする半導体製造型「ソケット」構造体により精密に配向され、所定の位置に「固定」される。 Wafers are printed addressing grid fused fiber substrate, the fiber is bundled, are precisely aligned by the semiconductor manufacturing mold "socket" structure that mirrors the external fiber bundle topology, "fixed" in position It is. 例えば、図23のシステム2300を参照されたい。 See, for example, the system 2300 of FIG. 23.

スイッチ・モジュール・ケーシング内部のファイバ束は、シリコン・ウェハ構造体に突き合わせて接合され、接着される。 Fiber bundles of the internal switch module casing is joined against the silicon wafer structure, it is bonded. ファイバ束をウェハの表面に製造されるアドレッシング・グリッドと精密にアラインするために、アドレッシング・グリッドの周りで、束を受け入れるための精密なソケット・フォームを製造すべく半導体マスク・プロセスが使用される。 The fiber bundle in order to precisely align the addressing grid produced on the surface of the wafer, around the addressing grid, in order to produce a precise socket form for receiving a bundle semiconductor mask process is used . 即ち、アドレッシング・グリッドを囲んで上昇された表板が存在し、よって、アドレッシング・グリッドはファイバ束を受け入れてアラインするカットアウトの底に存在する。 That is, there is a table plate which is raised to surround the addressing grid, thus addressing grid is present at the bottom of the cut-out to align accept fiber bundle. ソケット・フォームは段階的なアラインメント構造を有し、よってソケットはファイバ束の直径より大きい寸法に始まって段階的に漸次狭まり、最終的なソケット深さはマイクロアラインメント公差を有する。 Socket form has a gradual alignment structure, thus the socket stepwise narrowing gradually beginning with larger dimensions than the diameter of the fiber bundle, the final socket depth has a micro-alignment tolerances. ファイバ束のサポートを増大するために、精密カットプレートがウェハ表面に接着されてもよく、他のアラインメント・プレートが円筒状の配列で配置されて束を位置づけかつ束とウェハ構造体との間の接着に加わる応力を防止してもよい。 To increase the support of the fiber bundle, precision-cut plate between may be bonded, the other alignment plate is arranged in a cylindrical array positioned a bundle and the bundle and the wafer structure on the wafer surface stress applied to the adhesive may be prevented. 束はさらに、エポキシまたは他の接着剤により柱状配列をサポートするダイカット・プレートに接合されてもよい。 Bundles may be further bonded to the die-cut plate to support the columnar sequences with epoxy or other adhesive.

ウェハの基板は、寸法及びファイバ直径が、必要であればスペーシング・エレメントを伴って、ディスプレイ面から到来する束と全く同じである束ジオメトリにおける溶融ファイバ構造体である。 Substrate of the wafer, the size and fiber diameter, with a spacing element if necessary, a fused fiber structure in the bundle geometry is exactly the same as fluxes arriving from the display surface. 透明なシリコン層上に製造されるアドレッシング・グリッドは、基板の溶融ファイバ構造体の上に精密配置される。 Addressing grid produced on a transparent silicon layer is precisely positioned over the fused fiber structure of the substrate.

ディスプレイまたはプロジェクション面からアドレッシング・グリッドまでのサブピクセル・ファイバの相対位置を持続するファイバ−束の1対1の対応は、所定のファイバの基点ストライピングによって確実にされてもよい。 Fiber to sustain the relative position of the subpixel fiber to addressing grid from the display or projection plane - one-to-one correspondence of the bundle may be ensured by base striping predetermined fiber. 機械的精密アラインメント装置では、典型的なレーザ走査デバイスはファイバ上のマーキングを走査し、反射応答を基礎として位置を調整する。 In precision mechanical alignment device, typical laser scanning device scans the markings on the fiber, adjusting the position on the basis of reflection response.

さらに、レーザ・ダイオード・デバイスをディスプレイ面の基点にかつ個々のファイバ出力端を直接覆って位置づけ、かつ具体的にレーザ・パルスをファイバの下へ方向づけるレーザ位置づけシステムが使用されてもよい。 Furthermore, the individual fiber output end and the laser diode device to the base point of the display surface covering positioned directly and specifically may be used a laser positioning system to direct the laser pulses down the fiber. シリコン・ウェハの透明な溶融ファイバ構造体の後に位置づけられる対応するセンサ・アレイは、このレーザ・パルスを検出する。 Corresponding sensor array positioned after the clear melt fiber structure of the silicon wafer, detecting the laser pulse. 入射光の位置づけの検出結果により、ファイバ束を保持するCCMポジショニング・アーマチュアは束を回転させてファイバ入力端をほぼアドレッシング・グリッドにアラインすることができる。 The detection result of the position of the incident light, CCM positioning armature to hold the fiber bundle can be aligned fiber input end and rotate the bundle substantially addressing grid.

図24は、本発明の好適な一実施形態によるアドレッシング・グリッド2400を示す略図である。 Figure 24 is a schematic diagram of the addressing grid 2400 according to a preferred embodiment of the present invention. 本明細書及び援用した特許出願に開示されているように、本好適な実施形態のディスプレイ・システムのエレメントは変調モデルにおいて使用するためのインフルエンサ・システムを含む。 As disclosed herein and incorporated patent application, the element of the display system of the present preferred embodiment includes a influencer system for use in the modulation model. 本好適な実施形態は、この影響システムの少なくとも一部としてファラデー効果を提供し、この目的に沿ってディスプレイは適切な磁場を生成するためにコイルフォームを使用する。 This preferred embodiment provides a Faraday effect as at least a part of the impact systems use coils form to display to generate an appropriate magnetic field along this purpose. コイルフォーム構造体を有するエレメントは何百、何千またはそれ以上存在する可能性があるため、効率的なアドレシング・システムは製造及び動作要件を向上させる。 Since the elements having a coil foam structure which may be present hundreds, thousands, or more, efficient addressing system to improve the manufacturing and operating requirements. アドレッシング・グリッド2400は、効率的なアドレシング・システムの好適な実施形態の実装である。 Addressing grid 2400 is an implementation of a preferred embodiment of an efficient addressing system.

パッシブ・マトリクスまたはアクティブ・マトリクスとして構成されてもよいアドレッシング・グリッド2400は、図24において双方の形態で示されている。 Passive matrix or better addressing grid 2400 may be configured as an active matrix is ​​shown in both forms in FIG 24. グリッド2400は入力接点2405と出力接点2410とを含み、コイルフォーム/インフルエンサ・エレメントを介する導波管内回路2415を生成する。 Grid 2400 includes an input contact 2405 and the output contact 2410, to produce a waveguide circuit 2415 through the coil form / influencer element. 任意選択の透明トランジスタ2420は、アクティブ構成用として含まれる(よってパッシブ・モードには存在しない)。 Transparent transistor 2420 The optional (not present in thus passive mode) is included as a active configuration. 4象限スキームは、本アプローチの可能な実施形態の1つであるに過ぎない。 4-quadrant scheme is only one of the possible embodiments of the present approach. 検討すべき点は、チップ回路寸法と入力ファイバ直径との相対スケーリングである。 It should be considered is the relative scaling of the input fiber diameter and chip circuitry dimensions. 回路寸法のサイズは、各ファイバ入力端を個々にアドレスするに足る導電ラインを詰め込める程度に小さいものであるべきである。 The size of the circuit dimensions, should be those small enough to cram the conductive lines sufficient to address individually each fiber input. ファイバ束には、その全路程を通じて、必要であればファイバ間の間隔を増大するためのスペーシング・ファイバが保持されてもよく、もしくはより大きい直径のファイバが使用されてもよい。 The fiber bundle through its entire path length, may be, if required spacing fibers to increase the spacing between the fibers are retained, or fiber of a larger diameter may be used. 好適な選択は、ディスプレイまたはプロジェクション面のサイズにも依存する。 Suitable choice depends on the size of the display or projection plane.

図示されているパッシブ・マトリクス・スキームにおいては、「x」アドレッシング・ラインはファイバ入力端上の内側の導電リングまたはポイントと接触し、一方で「y」アドレッシング・ラインは同じファイバ入力端上の外側の導電リングまたはポイントと接触する。 In passive matrix scheme shown is "x" addressing line is in contact with conductive ring or point of the inner on the fiber input end, while the "y" addressing lines outside on the same fiber input end contact with the conductive ring or point. コイルフォームまたはコイルの構成は、好適には図24に示すように一般原則的なものであり、よって、内側のリングまたはポイント上で行われる接触は、コイルフォームに対して成される。 Configuration of the coil form or coil is preferably of the general principle as shown in FIG. 24, therefore, contact is made on the inner ring or point is made to the coil form. 次に電流は、コアの周りの巻上げまたはヘリカル・パターンを廻って流れ、十分な絶縁性の材料と厚さで製造されてコイルフォームの周りに巻かれた外側の薄膜テープは、コイルフォームの上端における内部接触部分上の薄いマージンとしての導電材料でコーティングされ、このようなコーティングは薄膜テープの端を周って外面へと続き、外面から下がってストリップとなり、ファイバの入力端で終わる。 Then current flows traveling around a winding or helical pattern around the core, sufficient outer thin tape wound around the coil form is produced from an insulating material and thickness, the upper end of the coil form in coated with a conductive material as a thin margin on the inner contact portion, it followed such coatings to the outer surface of the end of the film tape What circumferential becomes a strip down from the outer surface and ends at the input end of the fiber. 最終的に生じる外側リングの接触ポイントは絶縁され、内側リングの接触ポイントから空間的に区別化された状態になる。 Contact points of the outer ring which eventually results is insulated, made of the contact points of the inner ring in a state of being spatially differentiated.

薄膜テープは、本明細書において別記開示されている大量製造プロセスにおいてファイバ上へ巻かれる。 Thin film tape is wound onto the fiber in a mass production process being elsewhere disclosed herein. 選択された導電ポイントを薄膜の外側から内側へ供給するために、膜は好適には、導電パターンのプリントまたは蒸着より前に、マスクエッチング、レーザ、空気圧開孔または他の技術上周知の方法によって達成されるマイクロパーフォレーションにより選択的に穿孔される。 Selected conductive points to be supplied from the outside of the thin film to the inside, the film preferably is, prior to printing or depositing a conductive pattern, mask etching, laser, by methods well known on the pneumatic apertures or other techniques It is selectively perforated by micro-perforations to be achieved. 従って、導電材料が蒸着されると、適正にサイズ取りされた穿孔を有する領域においては、これらの穿孔を介して導電材料への選択的なアクセスまたは接触が達成され得る。 Therefore, when the conductive material is deposited in a region having a proper perforations are up size, through these perforations selective access or contact to the conductive material may be achieved. 穿孔は、円形である場合もあれば、線、四角、及び形状と形状サイズのより複雑な組合わせを含む他のジオメトリを有する場合もある。 Perforations may either be the circle, a line, a square, and may have other geometries, including more complex combinations of shapes and feature size.

或いは、ファイバ構造体の外層から内側へ選択された導電ポイントを供給するために、クラッディングまたはコーティングは好適には、導電パターンのプリントまたは蒸着より前に、本明細書において別記開示されているエッチングまたは他の薄いクラッディングの加熱及び延伸及び楕円形の穴をもたらすキャビティの崩壊を含む方法によって達成されるマイクロパーフォレーションにより選択的に穿孔される。 Alternatively, in order to supply the conductive point selected inward from the outer layer of the fiber structure, and the cladding or coating is suitably, before printing or deposition of the conductive pattern, are elsewhere disclosed herein etching or selectively perforated by micro-perforations, which is achieved by a method comprising the other of the thin cladding heating and stretching and collapse of the cavity resulting in oval holes. 従って、導電材料が蒸着されると、適正にサイズ取りされた穿孔を有する領域においては、液体または粉末形状の導体の適用により、これらの穿孔を介して導電材料への選択的なアクセスまたは接触が達成されることが可能であり、上記導体はその後硬化またはアニールされる。 Therefore, when the conductive material is deposited in a region having a proper perforations are up size, by application of the conductive liquid or powder form, is selective access or contact to the conductive material through these perforations it is possible to be achieved, the conductors are then cured or annealed.

同じくプリント薄膜の使用の代替として、ファイバにはそのバルク製造の間に絶縁コーティングが付加される。 Also as an alternative to the use of a print film, it is added insulating coating during its bulk manufacture fiber. 但し、コイルフォームの薄い終端は被覆されずに残るように、このようなコーティングはファイバの入力端までしかマスクされず、もしくはファイバは上記入力端までしか液体ポリマ・タイプの材料に浸漬されない。 However, as thin end of the coil form remains without being coated, such coatings are not masked only to the input end of the fiber, or the fiber is not immersed in the liquid polymer-type material only up the input. 次に、導電性である第2のコーティングが、本例ではコイルフォームの露出された導電性の末端までずっと伸長して施される。 Next, a second coating is electrically conductive is, in the present embodiment is subjected to much extended to the end of the exposed conductive coil form.

従って、ファイバ束へ接合されるグリッド面積外部の論理は、特定のサブピクセルをアドレスする特定の「x」ライン及び特定の「y」ラインにおいて電流を切換する。 Therefore, the grid area external logic to be joined to the fiber bundle, to switch the current in a particular 'x' line and a particular "y" lines addressing a particular sub-pixel. ある「x」座標で切換された電流は、適切な電流強度のパルスをファイバ・サブピクセル・エレメントへ送り、このパルスはコイルフォームまたはコイルを進んで外部導電ストリップへ戻り、引き続き回路を進んで「y」導電ラインを通り、回路終端に至る。 A certain current which is switched by the "x" coordinate sends the appropriate current intensity pulses to the fiber sub-pixel elements, the pulse returns to the outer conductive strips proceed coil form or coil, continued advances the circuit " through y "conductive lines, leading to the circuit termination.

ファイバ束の取扱いの変形例。 Modification of the handling of the fiber bundle. ファイバ間の空間を漸次狭め、ディスプレイ面における設定通りにこれらの相対位置を維持するための断続的織り込みに代わるもの。 Gradually narrow the spaces between the fibers, an alternative to intermittent weaving to maintain their relative position in the set as the display surface. ファイバはディスプレイ表面からランダムに集められて束にされ、きつい結合は精密トポロジーを保証する。 Fibers are bundled are collected randomly from the display surface, tight binding guarantees precise topology. ファイバ束は、光学ガラス基板上の透明シリコン・ウェハ上のアドレッシング・ポイント一致の校正/プログラミングを使用してシリコン・ウェハ・アドレッシング・マトリクスへ接着される。 Fiber bundle is bonded using calibration / programming addressing points coincide on the transparent silicon wafer on the optical glass substrate to the silicon wafer addressing matrix.

先に開示した方法のこの変形実施形態は、ファイバのディスプレイ面からの相対位置を維持するという要件を不要にする。 This variant embodiment of the method as disclosed above obviates the requirement to maintain the relative positions of the display surface of the fiber. 代わりに、ファイバ束は、スペーシング・フィラメントの有無に関わらず、ケーブル・スリーブに挿入され、先に開示したように、スイッチ・モジュールへルーティングされる。 Alternatively, the fiber bundle, with or without spacing filaments are inserted into the cable sleeve, as disclosed above, it is routed to a switch module. 次に、先に開示した位置づけ校正方法の延長において、ランダムに集められた束は突き合わせて接合され、先に述べたような光学的に純粋な透明接着剤で事前のアラインメント・プロセスなしに溶融ファイバ基板上のシリコン・ウェハに接着される。 Next, in the extension of the positioning calibration method as disclosed above, the flux collected at random are butt joined, fused fiber without prior alignment process in optically pure transparent adhesive as described above It is bonded to the silicon wafer substrate. 接着されると、各ファイバのディスプレイ面座標を同定する包括的プロセスが、ディスプレイまたはプロジェクション面におけるレーザ・エミッタ・デバイス及び溶融ファイバ基板を有する透明ウェハの後の検出器アレイを使用して実行される。 Once bonded, a comprehensive process to identify the display surface coordinates of each fiber is performed using a detector array after the transparent wafer having a laser emitter device and melting the fiber substrate in a display or projection surface . こうして得られる位置決めデータは、アドレッシング・グリッドを制御する制御用ビデオ・チップの個々のプログラミングを可能にする。 Positioning data thus obtained enables individual programming of the control video chip that controls the addressing grid. 織り上げまたはディスプレイまたはプロジェクション面への固定に際してファイバの一貫した物理的位置決めを物理的に保証するという制約を排除し、上記物理的アラインメントを、どのサブピクセル・ファイバ入力端がディスプレイ面上のどのサブピクセル・ファイバ出力ポイントに一致するかを理解する個々に校正されるチップに代えることにより、幾つかのインプリメンテーション及びアプリケーションは改善される。 Woven or display or consistent physical positioning of the fiber upon fixation to a projection surface eliminates physical constraints that guarantee, which sub-pixels on the physical alignment of, which sub-pixels fiber input end display surface - by replacing the chip to be calibrated individually to understand if it matches the fiber output point, it is improved in some implementations and applications.

校正後に溶融ファイバ基板底部に蒸着される偏光膜。 Polarizing film to be deposited fused-fiber board bottom after calibration. 校正の後、溶融ファイバ基板の底に偏光薄膜が付加される。 After calibration, the polarization film is attached to the bottom of the fused-fiber substrate.

シリコン・ウェハの「下」に、十分な明るさの平衡された白色光照明ソースが位置づけられる。 "Below" the silicon wafer, balanced white light illumination sources sufficient brightness is positioned.

当業者には、これまでに述べた本実施形態の明細は、ディスプレイまたはプロジェクション表面を光ファイバ束によって接続されるスイッチ・モジュールから分離する可能性の範囲を網羅したものではないことが明らかであるべきである。 Those skilled in the art, description of the present embodiment described so far, it is clear that not exhaustive of the scope of the possibility of separating from the switch module connected to the display or projection surface by the optical fiber bundle it should.

変形例の中には、同じマイクロアラインメント・ソケットまたは他の微小機械的アラインメント・プロセス及び光通信において使用される便利なアラインメント・システムを実装するファイバ束接合部を包含するものがあり、ディスプレイまたはプロジェクタ表面から到来する1つまたは複数のファイバ束は、接合部においてスイッチ・モジュールへルーティングされる別の束へ接続される。 Some modification, there is meant to include fiber bundle junction to implement convenient alignment system used in the same micro alignment socket or other micromechanical alignment process and an optical communication, display or projector one or more fiber bundles coming from the surface is connected to another bundle that is routed to switch module at the junction. このような1つまたは複数のファイバ束接合部は、織り上げられる、または他の方法でディスプレイ表面またはプロジェクタ・アレイにおいて組み立てられるファイバと、小型形式に組み合わされてアドレシング・システムを実装するシリコン・ウェハに接合されるファイバとの分離製造を有効化することができる。 Such one or more fiber bundles joint is woven is, or the fibers are assembled in a display surface or projector arrays in other ways, the silicon wafer implementing the addressing system are combined in a small format it is possible to activate the separation producing a bonded is fiber.

さらに、1つの束が1つのウェハに接着される代わりに、ディスプレイの複数のセクタに対応する、またはディスプレイのカラーをこれらのサブピクセルの3つの束に分離する複数のより小さい束がより小さい任意数のウェハに接着されてもよい。 Furthermore, instead of one bundle is bonded to one wafer, corresponding to a plurality of sectors of the display, or display color of any multiple smaller bundles separated into three beams of these sub-pixels is smaller than the it may be adhered to the number of wafers. 複数のより小さい束及び複数のより小さいウェハは、製造コストの面で最適なスケーリングを有する可能性がある。 A plurality of smaller bundles and a plurality of smaller wafers may have an optimum scaling in terms of manufacturing cost. さらに、スケーリングが便利な回路によるウェハ表面上の内側及び外側ファイバ・コンポーネントの容易なアドレッシングを保証するためにより大きい直径のファイバが効果的である場合には、複数の束及びウェハがさらに示唆される可能性がある。 Furthermore, if the scaling is a fiber effective for larger diameter to ensure easy addressing of the inner and outer fiber components on the wafer surface by convenient circuit, a plurality of bundles and the wafer is further suggested there is a possibility.

共に有効化されるディスプレイまたはプロジェクタ・バージョン。 Display or projector version to be both enabled. 本実施形態によるフラットパネルディスプレイ・バージョンは、大型フラットパネルからバーチャル・リアリティ・ヘッドセットの両眼コンポーネントとして使用される小型のディスプレイ表面に至る任意サイズのディスプレイ表面に実装されてもよい。 Flat panel display version of this embodiment may be mounted on the display surface of any size, from large flat panel in a small display surface used as a binocular component of a virtual reality headset. さらに本実施形態は、プロジェクタ・バージョンにも等しく適する。 Furthermore, the present embodiment is equally suitable to projector version. インプリメンテーションには、下記のように2つの主要な相違がある。 The implementation, there are two main differences as follows.

第1に、投影システムにおける照明ソースの輝度は、浅いキャビネットのプロジェクションTVシステムから大型の屋外スタジアム劇場用投影システムに及ぶ投影システムのタイプに依存して典型的に高い。 First, luminance of the illumination source in the projection system is typically higher depending on the type of projection system, ranging from shallow cabinet projection TV system in large outdoor stadium theater projection system. (但し、屋外用ユニタリ・フラットパネルディスプレイ・システムは、FPDを明るい日光の下で見えるようにする十分な輝度を有する照明ソースを使用して実装されなければならない。)スイッチ・モジュール内には実質上のヒートシンクのための収容場所を、例えばキセノンランプまたは他の冷却システムの入ったケースを供給する必要のある場合がある。 (However, unitary flat panel display system for outdoor must be implemented using an illumination source with sufficient brightness to be visible in bright sunlight FPD.) Substantially in the switch module the enclosures for the above heat sink, for example, it may be necessary to supply containing cases of xenon lamps or other cooling systems.

第2の相違点は、典型的には本明細書において別記開示されているように平行スペーシング・フィラメントを使用しかつ他のディスプレイ表面性能強化を実装する比較的大型の織物ディスプレイ表面の代わりに、ファイバは、依然織物構造体により互いに相対的に所定位置に固定されることが好適ではあるものの、本明細書において別記開示されている他の手段及びUV硬化式の液体ポリマによる結合を含む他の手段によって固定されてもよいことである。 The second difference is typically in lieu of a relatively large fabric display surface to implement and and other display surface performance enhancing use parallel spacing filament as is elsewhere disclosed herein other fibers, including still albeit suitably be fixed relative position to one another by woven structure, binding by other means and the liquid polymer of the UV curing type which are elsewhere disclosed herein it is to be fixed by means.

位置の固定に関してどのようなソリューションが使用されようと、固定位置の後かつプロジェクタ出力表面の直前でファイバ束はファイバ間にスペーシング・エレメントを有するべきではなく、ファイバは次に、好適には技術上周知の一般的方法により加熱されて溶融され、溶融ファイバ面板が形成される。 If it what recognize solutions used with respect to a fixed position, the fiber bundle immediately before and the projector output surface after fixed positions should not have a spacing element between the fibers, the fiber is then preferably Technology melted by being heated by the upper common general method, fused fiber faceplate is formed.

このような溶融ファイバ面板は、好適には、任意選択であるファイバの相対移動を防止するための束の高圧バンディングとの組み合わせで溶融ファイバ端部の光学研磨を有効化することのできる強度を供給するに足る長さの終端ファイバ束に渡って溶融される。 Such fused fiber faceplate is preferably supplied to the intensity that can be combined enable optical polishing of fused fiber ends at the high pressure banding flux to prevent relative movement of the fibers is optional It is melted over the terminating fiber bundle of a length sufficient to.

プロジェクタ光学素子設計に依存して任意選択である平らな溶融ファイバ表面の方が最適である場合もあるが、このように溶融ファイバ端部を研削しかつ磨いて例えば凹型の出力レンズ表面を形成することは、最もコンパクトで光学的効率のよいプロジェクタ光学素子アレイの実現において効果的である可能性がある。 Also it is a best when the flat fused fiber surface is optional, depending on the projector optics design, to form the molten fiber end One only grinding as polished by for example concave output surface of the lens it is likely to be effective in most compact realization of good projector optical element array of optical efficiency.

本明細書において別記開示されかつ本発明により別途包含される他の実施形態にとっても効果的である可能性のある、プロジェクション面光学素子に対するさらなる改良は、1999年に発行された韓国物理学会ジャーナル、第35巻、21067乃至s1070頁においてEun−Hyun Parkにより提案されているようなマイクロレンズのバルク製造方法の使用である。 Potentially effective also for other embodiments separately encompassed by elsewhere disclosed and the invention herein, a further improvement to the projection surface optical element, Korean Physical Society Journal, issued in 1999, Vol. 35, is the use of bulk manufacturing a microlens as proposed by Eun-Hyun Park in 21067 to pages S1070.

この方法によれば、ポリマ・マイクロレンズは、ポリマの自己表面張力により、かつそうして形成されるポリマのUV硬化によってペデスタル(好適には円形)上に形成される。 According to this method, polymer micro lenses may, at its surface tension of the polymer, and the pedestal (preferably circular) by so UV cured polymer formed by is formed on. この方法は、露出されるファイバ出力端の長さの幾分かがその中に残留するファイバ間「充填」に先行する、プロジェクタまたはディスプレイ表面における光ファイバ出力端の暴露に極めて効果的に適する。 This method, some of the length of the fiber output end is exposed precedes between fiber "filler" remaining therein, very effectively suited for exposure of the optical fiber output end in the projector or display surface.

Park論文は、用意したペデスタル上でのポリマのマイクロ注入による液体ポリマの挿入を提案しているが、本発明の目的に沿う上記論文において提案されている一般的方法に対する変更は、ファイバ出力端のリボン列(またはより一般的には出力列)による、もしくはディスプレイまたはプロジェクタ面全体によるバッチディップである。 Park paper proposes the insertion of the liquid polymer by microinjection of the polymer on the prepared pedestal, changes to the general method proposed in the above article along the object of the present invention, the fiber output end (the or more generally the output columns) ribbons column by, or is a batch dip according entire display or projector surface.

このようなディッピングは、「ディスプレイ」または出力端がポリマで満たされたディップ・トレイ内へ精密に浸されることであってもよく、よって、Kim論文におけるペデスタルとして機能するファイバ出力端上にマイクロレンズ表面張力の液滴が形成される。 Such dipping may be to "display" or the output end is immersed precisely the filled dip tray with a polymer, thus, a micro on the fiber output end which serves as a pedestal of Kim paper droplets of the lens surface tension is formed.

或いは、飽和して帯電された多孔性マイクロファブリックまたはスポンジに接着する液体ポリマの薄膜へ列またはアレイが持ち揚げられてもよく、よって飽和されたファブリックまたはスポンジから微小液滴が除去され、各ファラデー減衰器光ファイバ・エレメントの出力端上へ適切に形成されたマイクロレンズ形状が残される。 Alternatively, may be fried has a column or array to a thin film of liquid polymer that adheres to saturation to charged porous micro fabric or sponge, thus microdroplets is removed from saturated fabric or sponge, each Faraday suitably formed microlens pattern onto the output end of the attenuator optical fiber element is left.

上記方法またはその変形方法の何れかにより、液体ポリマは自己表面張力によって接着し、紫外光により硬化される。 By any of the methods described above or variations method, the liquid polymer is adhered by the self-tension and cured by ultraviolet light.

各出力端にマイクロレンズ・エレメントを形成するこの方法は、ディスプレイまたはプロジェクタ表面を成形する他の方法との組み合わせで使用されてもよく、よってこれにより、光学的効率の高い出力構造体が製造される。 The method of forming a micro lens elements in the output terminals may be used in combination with other methods of forming a display or projector surface, thus Thereby, high output structure of optical efficiency is produced that.

この方法においては、ディスプレイまたはプロジェクタ表面におけるファイバ端をサポートする構造体エレメントは、ニオビウム線またはニオビウムの薄い多孔シートを含む(本明細書において別記開示されている剛性の多孔ディスプレイ構造体を使用するディスプレイ製造方法参照)。 Display In this method, the structure element supporting the fiber end in the display or projector surface, the use of porous display structure rigid are elsewhere disclosed (herein, including thin perforated sheet of niobium wire or niobium see manufacturing method). これらは、ニオビウムによりもとの形状が「記憶される」ように、予め製造時に光学レンズ成形テンプレートの周りに編み込まれ、または製造されている。 These, as original shape is "memorized" by niobium, it has previously been woven around the optical lens molded template during manufacture or production.

曲った、または形成された構造体は、次に、ファラデー減衰器光ファイバ・エレメントと組み合わされてディスプレイまたはプロジェクタ・アレイとなり、やがて平坦なディスプレイ構造体を形成するために、線形形状またはワイヤ状に曲げられる。 Curved and, or the structures formed is then combined with the Faraday attenuator optical fiber element becomes the display or projector arrays, to form a finally flat display structure, a linear shape or a wire shape It is bent.

従って、ファイバがニオビウム線と共に編み込まれ、またはニオビウム・シート内へ差し込まれ、Parkの方法の開示された変更により浸漬されてマイクロレンズ構造体が形成されると、この構造体全体は、ニオビウム線または多孔ニオビウム・シートと編み込まれた構造体が所望される光学的形状のもとの形に戻るように加熱されてもよい。 Thus, fibers are knitted together with niobium wires, or plugged into niobium in the seat, when it is immersed by the disclosed changes Park methods microlens structure is formed, the entire structure, niobium wire or porous niobium sheet and braided structures may be heated back to the original form of optical shape desired. 従ってマイクロレンズは、具体的にはプロジェクタ・アプリケーションにおける、かつ他のマイクロディスプレイまたは画像生成デバイスにおけるユーティリティの複合光学構造体の光学エレメントとして機能する。 Thus microlenses, specifically in the projector application and functions as an optical element of the composite optical structure utility in other microdisplay or image generating devices.

上記及び類似方法によってマイクロレンズを形成する代替方法は、集積型ファラデー減衰器光ファイバ・エレメントの出力端にGRINファイバ・レンズを製造する方法である。 Alternative method for forming a microlens by these and similar methods is a method for manufacturing a GRIN fiber lens to the output terminal of the integrated Faraday attenuator optical fiber element. 米国特許第6,252,665号は比較的最近の開発を反映したものであり、Lucent Technologiesから市販されている技術である。 U.S. Patent No. 6,252,665 is intended to reflect the relatively recent development, a technique is commercially available from Lucent Technologies. ドーパント濃度の精密制御は、レンズ軸からの半径方向距離に伴って値が変わる屈折率を有効化し、よってレンズ構造体を外的に装着する必要性を除去する。 Precise control of the dopant concentration, with the radial distance from the axis of the lens enable the refractive index value changes, thus eliminating the need for mounting the lens structure externally. この方法は、異なるレンズ・エレメントをディスプレイまたはプロジェクタ・システム実施形態の出力光学素子に対する需要による必要に応じて製造され得ることにおいても好適である。 This method is also suitable in that which may be produced in accordance with different lens elements required by the demand for the output optical elements of the display or projector system embodiment.

溶融ファイバまたは高密度パッケージ・ファイバ・アレイ(ディスプレイまたはプロジェクタ)を成形する開示された方法は何れも、デジタル・フィルム・レコーディング、リソグラフィ及び他のデジタルプリント及びレコーディング・アプリケーションに始まる幾つかのデジタル式光学プリンティング及びプロセシング・システムのうちの何れにも使用され得る集積型光学的出力エレメントをもたらす。 Any disclosed method of forming a fused-fiber or high density package fiber array (display or projector) is a digital film recording, some digital optical beginning lithography and other digital printing and recording applications resulting in an integrated optical output element, which may also be used in any of the printing and processing system.

上記好適な「全ファイバ」織物光ファイバ実施形態は、本発明による光ファイバ・ベース磁気光学ディスプレイの構造的及び導波的優位点の最上級の利用を表すが、光ファイバ・ファラデー減衰器エレメントのアッセンブリ、位置決定及びアドレッシング方法には、幾つかの固有の優位点を提供する追加的変形方法が存在する。 The preferred "all-fiber" textile fiber embodiment, the structural and guided manner advantages of optical fiber-based magneto-optical displays according to the invention superlative represents a use of the optical fiber Faraday attenuator elements assembly, the positioning and addressing methods, there are additional deformation methods provide several unique advantages.

機械的に組み立てられるモジュラ・コンポーネントを有するファイバ・ユニタリ・フラットパネル・スイッチ・マトリクス。 Fiber unitary flat panel switch matrix with a modular component which is mechanically assembled. 図25は、図5及び図6に示すディスプレイに使用されるモジュラ・スイッチ・マトリクス2500の好適な一実施形態を示す略図である。 Figure 25 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of the modular switch matrix 2500 that is used to the display shown in FIGS. マトリクス2500は、複数の変調器2510を保持しかつ配列する1つまたは複数の「グリッパ・シート」2505を含み、変調器2510は、好適には纏めて接着または固定されてグリッパ・ブロック2515を形成する2つまたはそれ以上の対面するシートである。 Matrix 2500 includes one or more "gripper sheet" 2505 and holding and arranging a plurality of modulators 2510, the modulator 2510 is preferably glued or fixed together forming a gripper block 2515 are two or more facing sheets. グリッパ・ブロック2515はグリッパ型のスタッド・コネクタ2520を含み、これは、同じくグリッパ・ブロック2515内に位置決めされる相補型のレセプタクル2525に嵌る。 Gripper block 2515 includes a stud connector 2520 of the gripper type, which is also fitted into the receptacle 2525 of the complementary positioned in the gripper block 2515. マトリクス500は、後に詳述するように、シート2505を積み重ねてブロック2515を形成しかつ複数のブロック2515を配列/固定することによって形成される。 Matrix 500, as will be described later, is formed by a stack of sheet 2505 to form the block 2515 and to sequences / fixing a plurality of blocks 2515. ブロック2515は、複数の変調器2510と結合するための埋込み式X/Yアドレッシング・マトリクスを含む。 Block 2515 includes an embedded X / Y addressing matrix for coupling to a plurality of modulators 2510. シート間/ブロック間の接続システムとしては、上記スタッド/レセプタクル取付けシステムに加えて、例えば溝フランジ及びこれに類似するもの等の他のシステムが使用されてもよい。 The connection system between the sheets between / blocks, in addition to the stud / receptacle mounting system, for example may be used other systems, such as those similar to the groove flanges and which.

この実施形態では、市販のCorning Gripper技術が下記のように変更される。 In this embodiment, a commercially available Corning Gripper techniques are changed as follows. (Corning社は、2002年3月に開催された光ファイバ会議において、ファイバがサブミクロンの精密さで所定位置に嵌ることを可能にする保持デバイスであるそのポリマ・グリッパ技術を紹介した。Corning社は、フェルール、GRINレンズ及び他の様々なジオメトリを有する光学エレメント等のより大きいコンポーネントの保持及び位置づけを包含するように、そのデバイスのケイパビリティを拡大している。) (Corning Inc., the optical fiber conference in March 2002, .Corning company fiber is introduced a holding device in which the polymer gripper technology that allows to fit in place with precision of submicron the ferrule so as to encompass the retention and positioning of larger components, such as an optical element having a GRIN lens and various other geometries, have expanded capabilities of the device.)
これまでに開示した新規方法の1つによって製造された光ファイバは、扱いやすいマルチエレメント(バッチ・プロセスで製造された複数のドープされ、コイルフォームにされた、等々のセグメント)の長さに切断される。 Optical fiber manufactured by one of the novel methods disclosed so far, manageable multi-element (a plurality of doped produced by batch process, is the coil former, segments etc.) cut to a length of It is. 任意選択として、Corning Gripperのシートは製造されるが、硬化前の液体ポリマ内にトラフの方向に対して直角にかつ各トラフの底の高さで露出されるように懸垂されて置かれる導電フィラメント(好適にはワイヤまたは硬いポリマ)を包含するように変更される。 Optionally, conductive filament sheet of Corning Gripper is being produced, it is placed is suspended so as to be exposed at the level of the right angle and the bottom of each trough to the direction of the trough into the liquid polymer prior to curing (preferably wire or rigid polymer) are modified to include. またこれらは、ファイバがトラフ内に置かれると、フィラメントがファラデー減衰器エレメントの入力端または出力端の何れかでコイルフォームまたはコイルに接触するように位置づけられる。 It is also, when the fiber is placed in the trough, the filament is positioned to contact the coil former or coil in either the input end or the output end of the Faraday attenuator elements. フィラメントは、コーニング・グリッパ・シート内に、ファイバ内の集積型ファラデー減衰器構造体の周期的形成に精確に対応する間隔で置かれる。 Filaments, Corning gripper in the sheet, placed in precisely corresponding distance to the periodic formation of the integrated Faraday attenuator structure in the fiber. グリッパ内には、硬化後には取り除かれるワイヤによって穴が残され、このような穴は、ファラデー減衰器光ファイバ・エレメントの相対的な反対端において直角に配向される。 In the gripper, holes left by the wire which is removed after curing, such holes are oriented at right angles in the relative opposite ends of the Faraday attenuator optical fiber element.

さらに、グリッパ・シートのトラフとは反対側の裏面には、グリッパ材料内に、各ファラデー減衰器光ファイバ・エレメントの長さに一致するマイクロアラインメント・タブが周期的に形成される。 Furthermore, the trough of the gripper seat in the back surface opposite to the gripper material, micro alignment tab that matches the length of each Faraday attenuator optical fiber element are periodically formed. 同じく各グリッパ・シート側面のチャネルと同じ平面には、微小リッジ/溝またはタブ/窪みが交互に存在し、よってこのようなシートが並んで位置づけられれば、これらは共にロックされる。 Also in the same plane as the channel of the gripper seat side, small ridges / grooves or tabs / recesses are present alternately, thus as long positioned side by side such sheets, they are locked together. 複数の光ファイバはコーニング・グリッパ・シート上へ搭載され、全てのチャネルが満たされるまでゴム引きのローラ・アレイによりグリッパ・チャネル内へ巻き込まれる。 The plurality of optical fibers are mounted to Corning gripper sheet, caught by rubberized roller array until all channels are filled into the gripper channel.

充填されたシートの上にはミラー・コーニング・グリッパ・シートが置かれ、ゴム引きのローラ・アレイによりファイバ上へカチッと押し込まれる。 On the filled sheet is placed mirror Corning gripper seat, pushed and snap onto the fiber by rubberized roller array. これらのグリッパ・シートは、底シートの裏面に加工されるタブ構造体を受け入れるために裏面に周期的に形成された窪みを有する。 These gripper sheet has a periodically formed recess on the rear surface to receive a tab structure to be machined on the rear surface of the bottom sheet. このようなサンドイッチ状のコーニング・グリッパ・シートは、複数製造される。 Such sandwiched Corning gripper seat is more produced. 「底」シート裏面のタブは、ファイバ自体のトラフ構造体により実行される同じロック・プロセスを実装する「上」シート裏面の窪みへと挿入される。 "Bottom" sheet back surface of the tab is inserted into the recess of the "upper" sheet back surface to implement the same locking process executed by the trough structure of the fiber itself.

これらの複数のコーニング・グリッパ・シートは、さらに層状化されてタブと窪みによるロックを補足する接着剤で接着され、両面の何百または何千もの光ファイバ・エレメントによる2種類の等しい寸法と、ファイバ軸に対応するより長い寸法のブロックが形成される。 These multiple Corning gripper sheet is further bonded with an adhesive is layered to supplement the locking by recesses and tabs, and two equal size by hundreds or even optical fiber elements of thousands of double-sided, block is formed of longer dimension than corresponds to the fiber axis. このようなシートの扱いやすい積層が、好適にはシート内に置かれるファイバの数が積層されて接着されるシートの数に等しい上記ブロックに組み立てられると、積層は、バッチ製造されるファイバ内の周期的なファラデー減衰器構造体間のスペースに合わせて周期的にカットされる。 Such manageable stack of sheets, when suitably assembled equal the block to the number of sheets the number of fibers to be placed in the seat are bonded are stacked, laminated, in the fiber to be batch It is periodically cut to fit the space between periodic Faraday attenuator structure. 従って、スライスされたセグメントは「タイル」の形であり、スライスされるにつれて機械的に集められて運ばれ、ディスプレイ構造を形成するために組み合わせて使用するために保管される。 Therefore, it sliced ​​segment in the form of "tiles" and conveyed mechanically collected as it is sliced, is stored for use in combination to form a display structure.

任意選択として、グリッパ・シート内に導電フィラメントが埋め込まれて「x」アドレッシングを形成している場合には、各「タイル」のスライス化に先立って、必要であれば潤滑剤の薄膜で被覆される極薄の中空ニードルが、その製造時に各グリッパ・シート内に残されるワイヤによりもともと形成されている連続する穴に中に及び穴を通って高速でパンチされる。 Optionally, the conductive filament is embedded in the gripper in the sheet when forming the "x" addressing, prior to the slice of the "tiles", it is coated with a thin film of lubricant if necessary ultrathin hollow needle that is punched at high speed through and holes into the holes of consecutive are originally formed by the wire left in each gripper sheet during its manufacture. 導電フィラメントは、この極薄のニードル内に挿入されていて、ニードルと共に運ばれる。 Conductive filaments have been inserted into the ultra-thin needle is carried with the needle. ニードルは穴から外され、一方でフィラメントはニードルから外的に保持され、その長さ分かつグリッパ「ブロック」から離れて引き上げられたニードルに残る。 The needle is removed from the hole, while the filaments are externally held from the needle, leaving the needle pulled away from gripper "blocks" that divide its length. フィラメントはグリッパ材に加わる僅かな圧力によりニードルの下でカットされ、弾力性のあるグリッパ材はリバウンドして切断部をその場所でグリッパの表面と同じ高さにする。 Filaments are cut under the needle by slight pressure on the gripper member, a gripper member which is resilient to the same height as the cutting portion and rebound gripper surface at that location. この手順は次のチャネルと平行して反復され、さらには、複数のこのようなニードルが単一のパンチ/充填メカニズムで使用され、フィラメントは複数のチャネルにおいて同時に差し込まれてもよい。 This procedure is repeated in parallel with the next channel, and further, a plurality of such needles are used in a single punch / filling mechanism, the filament may be inserted simultaneously in a plurality of channels. これらの導電フィラメントは、この任意選択の方法において「y」アドレッシングを形成する。 These conductive filaments form a 'y' addressing in the method of this optional.

最終的なスイッチ・マトリクス構造体は、必要なディスプレイ・サイズを形成するに足る数の四角いタイルを置いてアラインすることにより完成される。 The final switch matrix structure is completed by aligning at a few square tiles sufficient to form a display size needed. タイルの精密アラインメントを保証するために透明なレイアップ・パンの下に位置づけられるレーザ・センサ・アレイが使用されてもよいが、予め重ねられ、予めスライスされているもとの各シートの両側にもともと形成されている交互に配置された微小リッジ/溝またはタブ/窪みはここに至って各タイルの反対の両面に複数のリッジ/溝またはタブ/窪みを形成していて、1軸上のタイルのセルフ・マイクロアラインメントが見込まれる。 Laser sensor array positioned under the transparent layup pan may be used to ensure precise alignment of the tile, but superimposed in advance, the original which has previously been sliced ​​on both sides of each sheet the alternately disposed microscale ridges / grooves or tabs / recesses being originally formed to form a plurality of ridges / grooves or tabs / recesses on both sides of the opposite of each tile Hereupon, on one axis of the tile self-micro-alignment is expected. さらに、各タイルの残りの2側面も同じくセルフロック・エレメント、タブ/窪みを伴って製造されており、その軸上でのタイルのセルフロック/スナッピングの双方が有効化される。 Moreover, the remaining two sides also likewise self-locking element of each tile is manufactured with a tab / recess, both self-locking / snapping tiles on its axis is enabled.

このマイクロアラインメント構造体は、任意選択として実装されれば、埋め込まれた「x」及び「y」アドレッシング・フィラメント間の良好な連続的接触を保証する。 The micro-alignment structure, if it is implemented as an optional, to ensure a good continuous contact between embedded "x" and "y" addressing filaments. 埋込み式の「x」及び「y」アドレッシング・フィラメントがグリッパ・ベースの構造体の一部として実装されていない場合は、インプリントされた、もしくはスイッチ・マトリクスにより蒸着されているメッシュまたは薄膜層が底(「x」アドレッシング)及び上部(「y」アドレッシング)もしくは「x」及び「y」アドレッシング用に纏めて1層上(本明細書において別記開示されている第2の好適な実施形態のように)実装されてもよい。 If embedded in "x" and "y" addressing filament is not implemented as part of the gripper based structure was imprinted, or mesh or thin film layer is deposited by the switch matrix bottom ( "x" addressing) and upper ( "y" addressing) or "x" and "y" collectively one layer on for addressing (as in the second preferred embodiment as elsewhere disclosed herein on) may be implemented. 1層上に纏める場合は、同じく第2の好適な実施形態に開示されているように、集積型ファラデー減衰器光ファイバ・エレメント上の適切な接触ポイントに対する薄膜の精密アラインメントが実行されなければならない。 If summarized on one layer, not as also disclosed in the second preferred embodiment, if the precise alignment of the thin film is performed for appropriate contact points on the integrated Faraday attenuator optical fiber element . 選択された層上には、本明細書において別記明記されているように、アクティブ・マトリクス・スイッチングを実装すべくアドレッシング・ラインと共にトランジスタもまたプリントされてもよい。 On the selected layer, as is described elsewhere specified herein, the transistor may also be printed along with addressing lines in order to implement the active matrix switching.

ファイバのファラデー減衰器セグメントで機械的に充填される中実層を有するファイバ・ユニタリ・フラットパネル・スイッチ・マトリクス。 Fiber unitary flat panel switch matrix having solid layers in which are mechanically filled with a Faraday attenuator segment of the fiber. この範疇の実施形態では、硬質または軟質の中実材料が光ファイバファラデー減衰器エレメントのための構造的サポートとして実装され、アドレッシングはこの構造の一部にされる場合もあれば、薄膜または層が入力面及び出力面にプリントされる場合もあり、また先の実施形態において明記したように1層上にx及びyアドレッシングの双方が実装されてもよい。 In an embodiment of this category, solid material hard or soft is implemented as a structural support for the optical fiber Faraday attenuator elements, addressing if also be part of this structure, a thin film or layer There also be printed on the input surface and output surface, also both x and y addressing on one layer may be implemented as stated in the previous embodiment. 同じく、アクティブ・マトリクス・スイッチングを実装すべく所定の層上にトランジスタがプリントされてもよい。 Similarly, it may be transistors are printed on a given layer in order to implement the active matrix switching.

穴を有するフレキシブル・ソリッド・シートの場合には、ファラデー減衰器光ファイバ・エレメントによる穴の充填に関して2つの代替方法が実際的である。 In the case of flexible solid sheet with holes, two alternative methods with respect to filling of the hole by the Faraday attenuator optical fiber element it is practical. 一方の方法においては、穴の複数の列または四角をバッチ式に塞ぎ、しかし複数のニーズにパンチ構造を合わせる実際的な密度公差に依存して毎回交互の穴または2つおきの穴のみを塞ぐ中空ニードルのアレイが使用される。 In one method, closing the plurality of columns or square holes batchwise, but closes only alternating holes or every two holes each, depending on the practical density tolerances to match the punch structure to multiple needs an array of hollow needles are used. 即ち、ニードル構造体のサイズは確実に穴より大きく、かつニードルは、パンチの後にカットされるファイバまたは予めカットされているファイバ・セグメントの何れかで塞がれなければならないことから、ニードル構造体とニードルを塞ぐ上部構造体との間のスペースは交互の穴を塞ぐことを必要とする。 That is, the size of the needle structure is certainly greater than the hole, and the needle, since it must be closed by one of the fiber segments are fibers or pre-cut is cut after the punching, the needle structure a space between the upper structure for closing the needle requires plugging alternating holes. 1つおき、または2つおき、他の穴のバッチは、スプールからニードルを介するファイバのパンチング及び圧力式差し込みによって、またはニードルを介する予めカットされたファイバ・セグメントの空圧式差し込みによって塞がれる。 Every, or every third, the batch of other holes, are closed by pneumatic insertion of pre-cut fiber segment through the punching and pressure type insertion of the fiber through the needle from the spool, or the needle. 飛ばし抜きされた穴のバッチが塞がれると、本コンピュータ制御装置は次の穴アレイへ移動する。 When a batch of bleeding has been well skip is closed, the computer controller moves to the next hole array. ディスプレイがこのようにして1パスでカバーされ、1つおき、2つおきまたは3つおきの穴、他が塞がれると、充填装置はリセットされ、塞がれた第1の列のすぐ次の列の充填を開始する。 The display is covered in one pass in this manner, every two favorite or every third hole, the other is closed, the filling device is reset, the first column is closed immediately following to start the filling of the column. バッチの充填及びリセットは、バッチ充填で飛ばされた穴の数だけ繰り返される。 Filling and reset batch is repeated by the number of holes blown in batch fill.

図26は、図5及び図6に示すディスプレイに使用されるモジュラ・スイッチ・マトリクス2600の第1の好適な代替実施形態を示す略図である。 Figure 26 is a schematic diagram showing a first preferred alternative embodiment of the modular switch matrix 2600 that is used to the display shown in FIGS. マトリクス2600は中実の層2605を含み、層2605は、各々が変調器エレメント2615を画定する周期的なサブユニットを有するフレキシブルな導波管チャネル2610で機械的に充填される。 Matrix 2600 includes a solid layer 2605, the layer 2605, each of which is mechanically filled with a flexible waveguide channel 2610 having a periodic subunits defining a modulator element 2615. 1つまたは複数の機械的ニードル2620は層2605上へ所望されるパターンを適宜「縫い」、剪断システム2625(例えば、機械的な精密光ファイバ・クリーバ)が導波管チャネルをモジュラ・エレメントに細分する。 One or subdivided more mechanical needle 2620 a pattern desired to upper layer 2605 as "sewing" shear system 2625 (e.g., mechanical precision optical fiber cleaver) to the waveguide channel in the modular elements to. 層2605の内部または上には、個々の変調器と結合してこれを制御するX/Yアドレッシング・マトリクスが配置されてもよい。 Inside or on the layer 2605, X / Y addressing matrix to control this combined with each modulator may be disposed.

第2の方法では縫製装置が使用され、ニードルは、バッチ製造された光ファイバの連続する糸を差しこむ。 In the second method sewing device is used, the needle, plugging yarns consecutive optical fibers batch. この場合もやはり、穴は飛び越され、ディスプレイ・スイッチ・マトリクスは複数のパスで縫製される。 Again, the holes are skipped, the display switch matrix is ​​sewn in multiple passes. 但し、各パスの後は、バー及び鋭利なギロチン刃のような切断メカニズムが実施され、よって連続縫製されたファイバは、中実シートの下及び上を進みつつカットされ、中実シートから分離されかつ上記シートに対して垂直にアラインされた光ファイバ・セグメントが残される。 However, after each pass is carried out the cutting mechanism, such as a bar and sharp guillotine blade, thus continuously sewn fibers are cut progressing through the lower and upper actual sheet is separated from the solid sheet and optical fiber segments aligned perpendicularly to the sheet is left. 本実施形態における中実シートの軟質材料は、何れのサブタイプであれニードルが差し込まれると拡張し、ニードルが離れると跳ね返ってファイバを所定の位置に保持する。 Soft material solid sheet medium in this embodiment, extends the needle it is either subtype is inserted, to hold the fiber rebounds and needle leaves in place. 穴付きの硬質中実シートの場合、予めカットされたファラデー減衰器光ファイバ・セグメントで穴を塞ぐ機械的攪拌プロセスが採用される。 For slotted rigid in solid sheet, mechanical agitation process for closing a hole in a pre-cut Faraday attenuator optical fiber segments are employed.

図27は、図5及び図6に示すディスプレイに使用されるモジュラ・スイッチ・マトリクス2700の第2の好適な代替実施形態を示す略図である。 Figure 27 is a schematic diagram showing a second preferred alternative embodiment of the modular switch matrix 2700 that is used to the display shown in FIGS. マトリクス2700は、変調器セグメントを受け入れるために予め形成された開口/穴2710を有する層2705を含む。 Matrix 2700 includes a layer 2705 having an opening / hole 2710 formed in advance to accept modulator segments. 各々が周期的な変調器構造体を含む1つまたは複数の延長された導波管チャネル・リソース2715は、(例えば、精密切断システムにより)処理されて複数の変調器セグメント2720を製造する。 Each one or more elongated waveguide channel resources 2715 was including periodic modulator structure, (e.g., by precision cutting system) is processed to produce a plurality of modulators segment 2720. これらのセグメント2720は、のちに詳述するように、適切なセグメント2720を所望されるロケーションへ誘導しかつこれらを適切な開口2710内へ挿入するアラインメント/挿入システム2725内に蓄積される。 These segments 2720, as described in detail later, is stored in the alignment / insertion system 2725 for inserting into appropriate segments 2720 and guided to the desired location and these appropriate opening 2710. 層2705は、本明細書に開示されているようなX/Yアドレッシング・マトリクスを含んでもよい。 Layer 2705 may comprise X / Y addressing matrix, such as disclosed herein.

この方法では、カラー・サブピクセル列が同時に充填される。 In this way, the color sub-pixel columns are filled at the same time. もしくは、同時に全列でないにしても、ディスプレイ列における大型バッチ部分はスケーリングされて最適処理される。 Or, if not all the columns simultaneously, a large batch portion in the display column is optimally processed scaled. R、G、Bを交互にした複数の列は、以下で概説するように同じプロセスによって同時に充填されてもよい。 R, G, a plurality of rows of alternating B may be filled simultaneously by the same process as outlined below.

先に開示したオプションまたはその変形によって製造された光ファイバは、複数のスプールから、薄いフィーダ・トラフに対して角度を付けて設定される溝付きのトレイへと供給される。 Optical fiber manufactured by options or variations thereof have been disclosed earlier, a plurality of spools, are supplied to the grooved trays are set at an angle with respect to the thin feeder trough. フィーダ・トラフにも、垂直な溝が付いている。 Also the feeder trough, marked with a vertical groove. 切断デバイスはファイバを適切なコンポーネント・セグメントにカットし、セグメントは溝を滑り降りてフィーダ・トラフの垂直の溝へ入る。 Cutting device cuts the fiber to the appropriate component segments, segment slide down the grooves enter the vertical grooves of the feeder trough. 次にスプール・アレイは、フィーダ・トラフが列内のサブピクセルと同数で充填されるまで、もしくは最適なバッチプロセス・サイズのフィーダ・トラフが充填されるまで、隣接する溝セットを充填し終える側へ移動する。 Then spool array, until the feeder trough is filled with the same number as the sub-pixels in a column, or until the optimum feeder trough batch process size is filled, finish filling the adjacent groove set side to move to.

フィーダ・トラフのベースには、トラフの底にある穴を露出させる取外し可能なスロットが存在する。 The base of the feeder trough, removable slot to expose the hole in the bottom of the trough is present. 複数のトラフは、1つのフィーダ・トラフ・バッチプロセスCCMデバイスの一部であって、先のプロセスによって充填されてもよい。 A plurality of troughs is a part of one of the feeder trough batch process CCM device, it may be filled by the foregoing process. 垂直のスロット内に複数の光ファイバ・コンポーネント・セグメントを有する充填済みのフィーダ・トラフまたは一連のトラフは、硬質シート上に位置づけられる。 Filled feeder trough or a series of troughs having a plurality of optical fiber component segments in a vertical slot, located on the hard sheet. 中実シートの下には、サブピクセルの穴につき2本の「x」ワイヤ及び2本の「y」ワイヤよりなる2層である2つの極薄かつ移動可能な位置決めガイドワイヤまたはフィラメント・アレイが存在する。 Under the solid sheet, two very thin and movable positioning guide wire or filament array is a two-layer consisting of "y" wire hole per two "x" wire and two subpixels It exists. これらは、ばね張力により離隔して保持される。 It is held apart by spring tension. これらは、上述の穴に落ち込む可能性のあるセグメントを一纏めにするように位置づけられる。 These are positioned to the segment that may fall into the hole of the above collectively. 上記穴は、光ファイバ・コンポーネント・セグメントより大きい直径であるように、かつ事実上、光ファイバ・セグメントの上記穴の容易な通過を促進するに足る大型直径であるように製造される。 It said holes, as is larger in diameter than the optical fiber component segments, and effectively is manufactured as is a large diameter sufficient to facilitate easy passage of the holes of the optical fiber segments. ガイドワイヤを保持する織機タイプのデバイスは、硬質シート内の穴と同じ直径に設定されるが、ワイヤは可動性である。 Device loom, which hold a guide wire is set to the same diameter as the hole in the rigid sheet, wire is movable. ワイヤまたはフィラメントは張力下にあり、ガイドワイヤを圧搾する機械的な側面張力により保持される可能性のあるファイバ・セグメント上に確実なグリップをもたらすべく樹脂で被覆される。 Wire or filament is under tension, is coated with a resin to result in a secure grip potential on fiber segment held by mechanical aspects tension squeezing the guide wire. ガイドワイヤの下には、下方に展開される可動レーザ・センサ・アレイを有する別の透明な中実シートが存在する。 Guide under the wire, another transparent solid sheet having a movable laser sensor array is deployed downward there.

充填されるべき1つまたは複数の列もしくは1つまたは複数の列の一部の直上におけるほとんど接触する状態での位置決めの後、スロットまたはフラップは移動されて穴が露出され、同時にトラフは左右へ僅に、または循環動作で僅かに攪拌を開始する。 After positioning in the state of almost contact at just above the part of one or more columns or one or more columns to be filled, the slot or flap is exposed holes are moved, to simultaneously trough right a small quantity, or to start a slight stirring in a cyclic operation. こうして攪拌されたファイバ・コンポーネント・セグメントはフィーダ・トラフ内のスロットから落下して下の穴を満たす。 Fiber component segments thus stirred is filling holes down to fall from the slots in the feeder trough. センサ・アレイが、そのバッチ・プロセスにより充填されるべき穴への全てのファイバ・コンポーネント・セグメントの挿入を確認すると、ガイドワイヤは解除され、ばね張力によりファイバに接触してファイバを真っ直ぐにする。 Sensor array, confirms the insertion of all the fiber component segments into the hole to be filled with the batch process, the guide wire is released, to straighten the fibers in contact with the fiber by spring tension. ファイバは、各々樹脂で被覆された上側及び下側のガイドワイヤにより硬質材料内の穴の真下に保持されることから、硬質シート内のより大きい直径の穴の中心に位置づけられる。 Fiber, respectively by the upper is coated with a resin and below the guide wire from being held beneath the hole in a hard material, positioned in the center of the hole of larger diameter in the rigid sheet.

次に、硬質の多孔シート、ガイドワイヤ・システム及び透明な底シートを保持する装置全体が180度回転される。 Then, the hard porous sheet, the entire device holding the guidewire systems and clear bottom sheet is rotated 180 degrees. 装置全体がこうして回転され、ファイバ・コンポーネントが今やばね張力式のガイドワイヤによって懸垂されると、液体ポリマ材料は下方へと多孔質の中実シート上へ注がれ、シート上を流れて光ファイバ・コンポーネント・セグメントと穿孔側面との間の間隙を満たす。 Is rotated by said entire device and the fiber component is suspended by now spring tension type guide wire, the liquid polymer material is poured into a porous downwards onto solid sheets, optical fibers flow over sheet · the component segments meet the gap between the perforated sides. 次にこの液体ポリマはUV硬化され、ファイバ位置が穿孔の中心に固定される。 Then the liquid polymer is UV cured, fiber position is fixed at the center of the perforation. ガイドワイヤは、この時点で解放されることが可能である。 The guidewire is capable of being released at this point.

硬質シートは、事前にアドレッシング・グリッド、パッシブまたはアクティブ・マトリクスを(各穿孔に隣接する、好適には液体ポリマが注入されて流された側面とは反対の側面上におけるトランジスタを伴って、または上記トランジスタなしで)インプリントされておいてもよい。 Rigid sheet is pre adjacent addressing grid, passive or active matrix (in each perforation, preferably in a side surface of the liquid polymer is flowed been injected with a transistor on the opposite side, or the without the transistor) it may have been imprinted. もしくは、本明細書において別記参照または開示されている方法によってアドレッシング回路がプリントまたは蒸着されてもよい。 Or, the addressing circuitry may be printed or deposited by the method stated reference or disclosed herein.

ファイバファラデー減衰器セグメントで機械的に充填されるメッシュ構造体を有するファイバ・ユニタリ・フラットパネル・スイッチ・マトリクス。 Fiber unitary flat panel switch matrix having a mesh structure that is mechanically filled with fiber Faraday attenuator segment. この実施形態におけるアッセンブリ・プロセスは、上述の「フレキシブル・ソリッド・シート」実施形態に関して開示したものと同様である。 Assembly process in this embodiment is similar to that disclosed with respect to "Flexible Solid sheets" embodiments described above. 但し、フレキシブル・メッシュの使用において、予め織られるメッシュはさらにアドレシング・ストリップまたはフィラメントを含んでもよく、これらは、光ファイバ成分を追加的に「結合」することができ、これによりマルチバンド場生成構造体または準コイルフォームが形成される。 However, the use of flexible mesh, the mesh may include a further addressing strips or filaments woven in advance, these are the optical fiber component additionally can "bind", thereby multiband field generating structure body or quasi coil form is formed.

図28は、図5及び図6に示すディスプレイに使用されるモジュラ・スイッチ・マトリクス2800の第3の好適な実施形態を示す略図である。 Figure 28 is a schematic diagram showing a third preferred embodiment of the modular switch matrix 2800 that is used to the display shown in FIGS. マトリクス2800は、個々の導波管変調器セグメントで充填されるメッシュ構造体を含む。 Matrix 2800 includes a mesh structure that is filled at the individual waveguide modulator segments. スイッチ・マトリクス2800は、メッシュ構造体を形成する複数の金属化されたバンド2805を含む。 Switch matrix 2800 includes a band 2805 having a plurality of metallized to form a mesh structure. メッシュ2810の「X」バンドまたはフィラメント及びメッシュ2815の「Y」バンドまたはフィラメントは、X/Yアドレッシング・マトリクスを生成する。 "Y" band or filaments of the "X" band or filament and mesh 2815 of the mesh 2810, to generate the X / Y addressing matrix. 入力接触ポイント2820は、メッシュ構造体におけるスペース内に配置されるトランスポート・コンポーネントのインフルエンサ・メカニズム(例えば、コイルフォーム)のための入力を供給する。 Input contact point 2820, influencer mechanism of the transport component that is disposed in the space in the mesh structure (e.g., a coil form) provides an input for the.

複数の織物層内に形成されてもよいメッシュのバンド、ストリップまたはフィラメント間の細隙は、フレキシブル・ソリッド・シートの場合と同じ方法で充填される。 Multiple bands may mesh be formed into a fabric layer, the interstices between the strips or filaments are filled in the same way as for flexible solid sheet. 所定のフィラメントまたはバンドは導電ポリマで形成され、または金属化されている、もしくは導電材料で被覆されているフレキシブルな合成物質で形成される。 Given filaments or bands are formed of a conductive polymer, or have been metallized or is formed of a flexible synthetic material that is coated with a conductive material. 材料バンドは、片側をもう一方の側から区別して被覆し得る点で便利である。 Material band is convenient in that it can be coated to distinguish from the other side to one side. これらのフィラメントまたはバンドは、「x」及び「y」アドレッシング・ワイヤの1対としてしかペアにされることができず、この場合、コイルフォームは本明細書において別記開示されている方法またはその変形方法のうちの1つによって製造される。 These filaments or bands, can not only be paired as a pair of "x" and "y" addressing wires, in this case, the coil form methods or variations thereof are elsewhere disclosed herein It is prepared by one of the methods.

但し、任意選択として、「x」及び「y」軸におけるアドレッシング・トランジスタは、図のように電流を多層メッシュにおける平行なフィラメントまたはバンドへ切換してもよい。 However, optionally, addressing transistor in the "x" and "y" axis may be switched to the parallel filaments or bands in a multi-layer mesh current as shown in Fig. インタリーブする複数の「x」及び「y」バンドまたはフィラメントはほぼ水平であるバンド内のファイバに接触し、複数の電流セグメントをファイバ軸に対して直角に実装する。 A plurality of "x" and "y" band or filaments interleaving contacts the fibers in a substantially horizontal band, to implement at right angles a plurality of current segments with respect to the fiber axis. 少なくともこのスイッチ・マトリクス段階(本明細書において別記開示されているように、引張りプロセスにおいて2つのダイまたは調整可能な1つのダイを使用する)で、任意選択によりファイバが四角のクラッディングで製造される場合、バンドまたはストリップは、ドープされるクラッディングとの間に事実上連続する接触を達成する。 (As elsewhere disclosed herein, tensile uses two die or adjustable single die in the process) at the switch matrix stage, fiber is produced by a square cladding optionally If that, the band or strip, to achieve a contact of substantially continuous between the cladding is doped.

好適な実施形態の変形。 Variation of the preferred embodiment. スイッチ・モジュールから分離された、但し、回路基板型装置におけるトランジスタ・アドレッシング・モジュールに結合されたファイバ束を組み込むスイッチ・モジュールへは光ファイバ束によってリンクされるディスプレイ・モジュールを有する「コンポーネント」光ファイバ・ベースのディスプレイ。 Separated from the switch module, however, "component" optical fiber having a display module which is linked by fiber optic bundle to the switch module incorporating fiber bundle that is coupled to the transistor addressing modules in the circuit board type device -based display. 図29は、図7及び図8に示すコンポーネント化されたディスプレイ・システムのインプリメンテーションの好適な一実施形態を示す略図である。 Figure 29 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of implementation of the componentized display system shown in FIGS. コンポーネント化されたシステム2900は、組み込まれたスイッチング・トランジスタ2920を含む変調システム2915へ結合される偏光システム2910を有する照明モジュール2905を含む。 Componentized system 2900 includes an illumination module 2905 having a polarization system 2910 that is coupled to the modulation system 2915 that includes a switching transistor 2920 incorporated. 変調システム2915は、ディスプレイ/プロジェクタ表面2930へさらに結合される第2の連通システム2925へ画像情報を供給する。 Modulation system 2915 supplies the image information to the second communication system 2925 is further coupled to a display / projector surface 2930. 照明ソース2905はベース・ユニットに供給され、照明ソース2905が生成する波動成分は透明基板を通過して偏光システム2910へ至り、入力波動成分にとって所望される特性を生成する。 Illumination source 2905 is supplied to the base unit, the wave component illumination source 2905 generates is led through the transparent substrate to the polarization system 2910 to produce the desired properties for the input wave component. 後に詳述するように、第2の連通システム2925は、フレキシブルな光学チャネル・アレイの溶融によって形成される光学エレメント・シートの横列を含む。 As described later, the second communicating system 2925 includes a row of optical element sheet formed by melt flexible optical channel array.

上述の1つまたは複数の好適な実施形態のこの変形においては、光ファイバは、上記好適な実施形態の任意選択の一方法に開示されているものと同じ方法でディスプレイまたはプロジェクション表面におけるその相対位置に維持されるが、1つの束として全てのファイバを結合する代わりに、ファイバは、コンピュータ・バーコーディング・プロセスにおいてルーミングの前または後のストライピングにより事前に識別用のマークを付けられた状態で、(同時に何千もの)個々の横列として纏めて維持される。 In this variation of the one or more preferred embodiments described above, the optical fiber, its relative position in the display or projection surface in the same way as disclosed in one method of optional the preferred embodiment while it is maintained, instead of combining all of the fiber as a bundle, the fibers, which are marked for identification in advance by striping before or after blooming in a computer bar coding process, It is maintained together as (at the same time thousands) individual rows.

ファイバ間のスペースが次第に小さくなる状態で連続して纏めて織られる代わりに、ファイバは個々の束または結合された横列で纏めて保持され、まずは先に開示した織機における周期的製織方法により相対位置に固定される。 Instead of the space between the fibers are woven together in succession in a state that gradually decreases, the fiber is held together by individual bundles or combined rows, first relative position by a periodic weaving method in the loom disclosed above It is fixed to. 何であれ、ディスプレイ面において必要とされるスペーシング・フィラメントはルーミングにおいて結んで止められ、個々のファイバ・シートはシート毎に(何千ものファイバが一度に纏めて)軟質のポリマ樹脂で接着され、次いで接着されたシートは纏めて縦方向に丸められ、結ばれ、ケーブル・シースへ挿入される。 Whatever spacing filaments required in the display surface is stopped by connecting the rooming, the individual fiber sheets (collectively at a time fiber thousands) per sheet are bonded with a polymer resin of a soft, then the bonded sheet is rounded in the longitudinal direction together, tied, is inserted into the cable sheath. その先端、即ちファイバ入力端の直上において、別のポリマ樹脂が再度付加されるが、このケースではこれはUV硬化され、硬質の高耐久化構造体がもたらされる。 Its tip, i.e. immediately above the fiber input end, but a different polymer resin is added again, in this case it is UV cured, ruggedized structure rigid leads.

コンピュータでバーコード化されて(上述のように)丸められ、ケーブル・シース内でスイッチ・マトリクスへ運ばれる(何百もの)ファイバ・シートは、次にそのマトリクス内で互いに分離される。 Is a bar code on a computer (as described above) rounded, cable conveyed to the switch matrix in a sheath (hundreds) fiber sheets are then separated from one another within the matrix. このようなファイバ・シートの入力端は、次にCCMによって溝付きのスロットへ挿入され、固定用圧縮クランプに嵌合される。 Input of such fiber sheets are inserted by the next CCM to grooved slots are fitted in fixing the compression clamps. 各ファイバ・シートの入力端は溶融ファイバの光学ガラスまたはシートに対面し、溶融ファイバのこのガラスまたはシート上に偏光薄膜がエピタキシャルに、またはLPEにより付加される。 The input end of each fiber sheets facing the optical glass or sheet of fused fiber, polarization film is added to the epitaxial, or by LPE on the glass or on a sheet of fused-fiber. レーザ・スキャナはファイバ・シート上にプリントされたバーコードを読み取り、各ファイバ・シートが適切なスロットに挿入されることを保証する。 Laser scanner reads the bar code printed on the fiber sheet, to ensure that each fiber sheet is inserted into the appropriate slot. ファイバ・シートは、高耐久化ポリマを被覆された部分で圧縮クランプにより固定される。 Fiber sheet is fixed by compression clamped portion covered with high durability polymer.

優れた接触のために露出されるコイルフォームの「下部」及び優れた接触のために露出されるコイルフォームの「上部」をもたらす本明細書において別記開示されている方法またはその変形方法の1つにより、ファイバの入力端の近くに製造されるファラデー減衰器構造体は、圧縮クランプへ接続されるフランジの下部にプリントされるアドレッシング回路により接触される。 One good way or a variant method herein provide a "top" of the coil form are elsewhere disclosed exposed for the "bottom" and good contact of the coil form that is exposed for contact the Faraday attenuator structure manufactured near the input end of the fiber is contacted by the addressing circuit to be printed at the bottom of the flange to be connected to the compression clamp. ファイバ・シートの軸に平行に配置されるアドレッシング回路は、下記のような形式をとってもよい。 Addressing circuitry arranged parallel to the axis of the fiber sheet may take the form as described below.

上部導電ストリップで結合される下部の水平導電ストリップ及びファイバ毎の個々のトランジスタ(或いはトランジスタは、下部でなく上部に組み込まれてもよい)。 Individual transistors of each horizontal conductive strips and the fiber of the lower coupled with the upper conductive strip (may or transistor may be incorporated in the upper rather than the lower). これらのストリップは共にスイッチ・マトリクスの駆動回路へ、クランプの使用後に係合する金属接点によって接続される。 These strips to both switching matrix driving circuit are connected by metal contacts which engage after use of the clamp. このプリント回路クランプ構造体の製造方法は、確立されているプリント回路基板または半導体方法の何れであってもよい。 Method of manufacturing the printed circuit clamp structure may be either of a printed circuit board or a semiconductor process has been established. 結果的に生じるスイッチ・マトリクスは、さほど小型でもなくより離散的な機械的アッセンブリ・プロセスを使用するが、比較的単純で堅牢な実施形態である。 The resulting switching matrix is ​​to use a more discrete mechanical assembly process nor less compact, relatively simple and robust embodiment.

第1の好適な実施形態の変形。 Modification of the first preferred embodiment. 織物バンディングを介して実装されるコイルフォーム。 Coil form that is implemented through the fabric banding. 論理はバンドをディスプレイ側面から平行に駆動する(Xアドレッシングは場生成と組み合わされる)。 Logic parallel to drive the band from the display side (X addressing combined with field-generating). この実施形態は、「フレキシブルなメッシュ構造体」実施形態に関して開示したものに類似する、スイッチ・マトリクス構造体エレメントを介してコイルフォームを実装する方法を使用する。 This embodiment is similar to that disclosed with respect to "flexible mesh structure" embodiment uses a method of mounting the coil form through the switching matrix structure element. 但しこのケースは、製織プロセスが複数の導電エレメントをファラデー減衰器光ファイバ・コンポーネントの周りでぴったりと効果的に包み、円形のクラッディング・ファイバの周りの密な接触が保証される、という追加の優位点を有する。 However, this case is weaving process wraps a plurality of conductive elements To effectively snugly around the Faraday attenuator optical fiber components, intimate contact around the circular cladding fibers is ensured, additional named It has the advantage.

当然ながら、この方法は、適切に製造された光ファイバの周りにコイルフォームまたはコイルを一体式に製造することに関して本明細書において別記開示されている1つまたは複数の方法と組み合わされてもよい。 Of course, this method may be combined with one or more methods have been elsewhere disclosed herein with respect to manufacturing the integral coil form or coil around a suitably prepared optical fibers .

本発明の光ファイバ実施形態及びハイブリッド光ファイバ−シリコン・ウェハ実施形態は、新しいコスト経済性、所謂ビデオ「ディスプレイ」またはプロジェクタの新規アプリケーション及び他の任意のディスプレイ・タイプを凌ぐ表示画像全体品質の向上に対して潜在力を有している。 Optical fiber embodiments and hybrid fiber of the present invention - a silicon wafer embodiment, new cost economy, improvement of the entire display image quality surpassing any display type new applications and other so-called video "display" or projector It has the potential against. その特徴の1つは、LCD、ガスプラズマ及び他の確立された発生期の技術に特徴的な半導体製造から派生するプロセスとは根本的に異なる製造加工パラダイムの結果としての光ファイバ織物である。 One of its features is, LCD, and a process derived from the characteristic semiconductor manufacturing in gas plasma and other established nascent technology is an optical fiber fabric as a result of the different manufacturing process paradigms fundamentally.

しかしながら、光示差磁気光学ディスプレイの経路及び特性に対する、導波のプロセス一般及び導波構造体へ一体式に製造されるファラデー減衰器デバイスを介する精密制御の実装は、製造パラダイムが半導体ウェハであれ非半導体ウェハであれ、本明細書に記述されているようなその全ての実施形態及び製造モードにおける優位点を有する、導波を基礎とする磁気光学ディスプレイを提供する。 However, for the path and characteristics of the optical differential magneto-optic displays, mounting precision control through the Faraday attenuator devices fabricated integrally to the process generally and waveguide structure of the waveguide, the manufacturing paradigm case of a semiconductor wafer non any semiconductor wafer, has the advantage in that all of the embodiments and manufacturing modes, such as described herein, to provide a magnetic-optical display based upon the waveguide.

半導体ウェハの製造パラダイムにおいては、半導体導波管ベースの磁気光学ディスプレイは、「チップ上のHDTVディスプレイ」及びプロジェクタ実施形態及び極薄ディスプレイ「アップリケ」として記述される可能性もある特殊化された実施形態を含む小型ディスプレイに特に適する。 In manufacturing paradigm semiconductor wafers, semiconductor waveguides based magneto-optic displays have been specialized possibly be described as and projector embodiments and ultrathin display "applique" "HDTV display on a chip" implementation particularly suitable for small display comprising form. その製造において小腔内の液体成分または圧力密封成分を伴わないソリッドステート半導体構造体として、本発明の半導体導波管実施形態は、LCDまたはガスプラズマ・ディスプレイより格安であると共に性能も高い可能性がある。 As solid-state semiconductor structure without a liquid component or the pressure seal components lacunae in the production, the semiconductor waveguide embodiment of the present invention, performance likely with a cheap than LCD or gas plasma display there is.

当然ながら、非小型ディスプレイとしての半導体導波ベースFPDの選択は、特に超大型ディスプレイの半導体ウェハ製造における周知の費用限界に起因して、事実上全てのケースで光ファイバを基礎とする磁気光学ベースFPDの選択より遙かに劣る可能性がある。 Of course, the selection of the semiconductor waveguide based FPD as a non-small displays, in particular due to the well-known cost limitations in semiconductor wafer manufacturing ultra large displays, magnetic optical base of the optical fiber based on virtually all cases there is a possibility that the inferior much than the selection of the FPD.

しかしながら、小型ディスプレイ及びプロジェクタ・アプリケーションを含む所定のアプリケーションに関する本発明の半導体導波管ベースの実施形態における重大な優位点は、開示された下記の仕様で実装される。 However, small display and significant advantages in the semiconductor waveguide-based embodiment of the present invention for a given application including the projector application is implemented in the disclosed specification below.

まず、米国特許第5,598,492号及び米国特許第6,103,010号を含む従来的な例を参照する。 First, referring to the conventional examples including U.S. Patent No. 5,598,492 and U.S. Pat. No. 6,103,010. これらの例は共に、この分野における先行技術が典型的にそうであるようにプレーナ型半導体光導波管ファラデー回転子である。 These examples are both planar semiconductor optical waveguide Faraday rotator as prior art in this field is typically the case. これらのような例は、本明細書に記述されている実施形態を使用する超短(ミクロン単位)距離での90度回転の実行可能性を実証している。 Examples such as these demonstrate the feasibility of 90-degree rotation of the ultrashort (in microns) distance using embodiments that are described herein.

本発明の半導体光導波管実施形態には、基本的に次のような2つの変形がある。 The semiconductor optical waveguide embodiment of the present invention, there are basically two modified as follows. 即ち、1)透明な溶融ファイバ基板上に製造され、パッシブまたはアクティブ・マトリクスの何れかによって切換される、「垂直に形成される」半導体導波管及びファラデー減衰器構造体のアレイ、及び2)入射する平面光を垂直に偏向してサブピクセルを形成する「偏向メカニズム」(上述の例は、90度の曲りを生成する45度の反射表面またはフォトニック結晶の欠陥である)と組み合わされる、ファラデー減衰器構造体を集積されるプレーナ・コンポーネントとして導波管構造体へ組み込むプレーナ型半導体導波管、である。 That is, 1) is produced in the clear melt fiber substrate, is switched by either passive or active matrix, an array of "vertically formed" semiconductor waveguide and the Faraday attenuator structure, and 2) "deflection mechanism" to form a sub-pixel planar light incident deflected vertically (the above example, a is defective reflective surface or photonic crystal 45 degrees to produce a bend of 90 degrees) is combined with, planar semiconductor waveguide incorporating the waveguide structure as a planar component which is integrated Faraday attenuator structure is. 但し、開示された上記2例は本発明の半導体導波管実施形態によって生み出される可能性を網羅するものではなく、この実施形態またはその変形における本発明もまた、記述されたこれらの例によって限定されるものではない。 However, the two cases disclosed are not intended to be exhaustive of possibilities produced by the semiconductor waveguide embodiment of the present invention, the present invention in this embodiment or variations thereof are also these examples limiting written not intended to be.

「垂直」及び平面バージョンの代替であるハイブリッドは、1000個までの色素ドープされたファラデー減衰器導波管チャネル毎の平行アレイにプレーナ導波管の積層ストリップを製造することによって達成され、各ストリップは、「垂直」ディスプレイ構造体に導波管コアを伴って積層されるストリップのシートを形成するように上下に併せて層状にされたR、GまたはBの色素ドープまたはカラーフィルタ・チャネルを有する。 "Vertical" and hybrid is a plan version of a replacement is achieved by producing a multilayer strip of planar waveguides parallel array of dye doped Faraday attenuator waveguide each channel up to 1000, each strip has a dye-doped or color filter channels R which are layered together vertically to form a sheet of the strip to be laminated with the waveguide core to "vertical" display structure, G or B . 従って、このようなプレーナ型ファラデー減衰器導波管チャネルの積層ストリップは、偏向なしに、自らの出力端を介してディスプレイ・アレイを形成し、ディスプレイ表面は、直立して「外向きに」配向される導波管の表示用構造体によって形成され、薄型の基板及び周囲のマトリクスは全てこの分離された個々のファラデー減衰器導波管チャネルである。 Thus, the laminated strip of such planar Faraday attenuator waveguide channels, without deflection, to form a display array through its output end, the display surface, upstanding "outward" orientation formed by the display structure of the waveguide to be, thin substrate and surrounding matrix are all the separated individual Faraday attenuator waveguide channels.

図31(図31a及び31bから成る)は、垂直エレメントである半導体導波管変調器アレイ3100の好適な一実施形態の概略図である。 Figure 31 (comprising Figure 31a and 31b) is a schematic diagram of one preferred embodiment of a semiconductor waveguide modulator array 3100 is vertical element. 図31Aは、変調器ストリップの配列を示すアレイ3100の分解図である。 Figure 31A is an exploded view of the array 3100 showing an arrangement of the modulator strips. ディスプレイ・システム3100は複数のウェハ・ストリップ3105を含み、ストリップ3105は垂直に積層され、各ストリップ3105の一端から製造されるピクセル/サブピクセルのマトリクスから集合的なディスプレイ表面3110を生成する。 Display system 3100 includes a plurality of wafer strip 3105, strip 3105 are stacked vertically, to produce a collective display surface 3110 of a matrix of pixels / sub-pixels that are produced from one end of each strip 3105. 各ピクセル/サブピクセルは、トランスポート・チャネル・セグメントへ結合される複数の構造化されかつ順序づけられた変調器から製造され、トランスポート及び変調器は各ストリップ3105内へ統合され、トランスポート及び変調器は各々、本明細書及び援用した特許出願に記述されているような機能性及び配列の可能性を有する。 Each pixel / sub-pixel is prepared from a plurality of structured and ordered modulator coupled to the transport channel segments, transport and the modulator are integrated into each strip 3105, transport and modulation vessel each have a potential functional and sequence as described herein and incorporated patent application. ディスプレイ・システム3100はある種のハイブリッドであり、各ストリップ3105はウェハ表面に平行な埋込み式の導波管チャネルを有するウェハから形成され、これらのストリップは垂直に積層されてディスプレイ・システムを生成する。 Display system 3100 is a kind of hybrid, each strip 3105 is formed from a wafer having a parallel embedded waveguide channel on the wafer surface, to generate these strips are stacked vertically display system .

図31Bは、図31Aに示す1つのストリップ3105の一部を示す詳細略図である。 Figure 31B is a detailed schematic of a portion of one strip 3105 shown in FIG. 31A. 大写しである図31Bは、入力端3115から出力端3120へ横方向に伸びる複数のトランスポート・セグメント3110(円筒形のエレメントとして示されている)を示し、各セグメント3110は表面3125に平行である。 Figure 31B is a close-up shows a plurality of transport segment 3110 extending transversely to the output 3120 from the input end 3115 (shown as a cylindrical element), each segment 3110 is parallel to the surface 3125 . インフルエンサ・エレメント3130(直進するエレメントとして示されている)は各セグメント3110と結合されて変調器を生成し、各々X−Yアドレッシング・グリッド(X3135及びY3140で示される単一エレメント)に対応する。 Influencer elements 3130 (shown as element straight) is combined with the segments 3110 generates a modulator corresponding to each X-Y addressing grid (single element represented by X3135 and Y3140) . 図31Bに示されているストリップ3105の部分は、各々が好適なカラー・モデル(この場合は、R、G及びBサブチャネル)の放射信号を生成する3つのサブピクセルを有する2つのピクセルを含む。 Portion of the strip 3105 shown in FIG. 31B, (in this case, R, G and B sub-channels), each suitable color model includes two pixel with three sub-pixels for generating a radiation signal .

「垂直」及びプレーナ型双方の半導体導波管エレメントの効率的製造に関するユーティリティとしては、本明細書においても別記参照されているMolecular Imprints社から市販される「ステップ・アンド・フラッシュ」マイクロ・モールド・インプリント法、及びナノスケール自己集合製造方法を実装する、同じく本明細書においても別記参照されているNano−Opto社から市販される方法がある。 The utility of efficient production of the "vertical" and planar both semiconductor waveguide element, in the present specification are commercially available from Molecular Imprints, Inc., it is stated see "step-and-flash" Micro Mold imprinting method, and implement a nanoscale self-assembly manufacturing process, there is also a method which is also commercially available from nano-Opto, Inc., which is elsewhere referred to herein. これらの両方法及び類似する市販の「ナノテクノロジ」製造方法は、本発明の半導体実施形態にとって好適である。 Commercially available methods of "Nanotechnology" manufacturing these both methods and similar to is suitable for semiconductor embodiment of the present invention.

製造プロセスに関しては、単一基板上での異なる組成の異なる半導体導波管コンポーネントの最適化を見込む多段アニール・プロトン交換(APE)製造方法論を開示しているPetrovによる米国特許第6,650,819号をも参照されることに留意されたい。 For the preparation process, U.S. Pat. No. by Petrov, which discloses a multistage anneal proton exchange (APE) manufacturing methodologies allow for optimization of different semiconductor waveguide components of different compositions on a single substrate 6,650,819 it should be noted that, also referred to the issue. この開示は後に開示する垂直及びプレーナ型導波管構造体の製造の指標でありかつそれを有効化するものであり、別段の指摘のない限り、マスキング/エッチング・プロセスにおける好適な製造方法は市販の多段アニール・プロトン交換プロセスである。 This disclosure is an indicator of the production of vertical and planar waveguide structures disclosed later and is intended to enable it, unless otherwise indicated, the preferred manufacturing method according to the masking / etching process commercial it is a multi-stage annealing proton exchange process.

図32(図31A及び図32Bから成る)は、垂直型の半導体導波管インフルエンサ構造体ディスプレイ・システム3200を示す。 Figure 32 (comprising FIGS. 31A and 32B) shows a semiconductor waveguide influencer structure display system 3200 of a vertical. 図32Aは、半導体構造における垂直導波管チャネルを使用して半導体導波管ディスプレイ/プロジェクタを垂直ソリューションとして実装するディスプレイ・システム3200の好適な代替実施形態を示す。 Figure 32A shows a preferred alternative embodiment of a display system 3200 that implements the semiconductor waveguide display / projector using vertical waveguide channel as a vertical solution in the semiconductor structure. ディスプレイ・システム3200は、溶融ファイバの透明基板3205を含み、基板3205上に複数の垂直導波管チャネル3210が配置される。 Display system 3200 includes a transparent substrate 3205 of fused fiber, a plurality of vertical waveguide channel 3210 is disposed on the substrate 3205. 従来の光ファイバと同様に実装される場合、各チャネル3210は1つまたは複数の境界領域、具体的には任意選択である第1の境界領域3215及び第2の境界領域3220を含む。 If implemented similarly to the conventional optical fiber, each channel 3210 includes one or more boundary regions, the first boundary area 3215 and the second boundary area 3220 is specifically optional. 境界領域3215は、示差的誘導の例においては、示差屈折率を有する物質であり、永久磁性材料でドープされる。 Boundary region 3215, in the example of differential induction, a substance having a differential refractive index is doped with a permanent magnetic material. 第2の境界領域3220は、示差指数誘導の例においては、示差屈折率を有する物質であり、フェリ磁性/強磁性ドーパントでドープされる。 Second boundary region 3220, in the example of differential indices derived is a substance having a differential refractive index is doped with ferrimagnetic / ferromagnetic dopant. 組み立て式のインフルエンサ・エレメント3225(例えば、コイルフォームまたは他の適切な磁場生成構造体)は、層カプラ3230によって相互に接続されるコイルフォーム層から生成される。 Prefabricated influencer element 3225 (e.g., a coil form or other suitable field generating structure) is generated from the coil foam layer are connected to each other by a layer coupler 3230. X−Yアドレッシング・グリッド3235は、各インフルエンサ・エレメント3225の独立した接続/制御用に配置される。 X-Y addressing grid 3235 is arranged for independent connection / control of each influencer element 3225. 導波管チャネル、境界領域、コイルフォーム及びX/Yグリッドの構成、機能及び動作に関する追加的詳細は、先に、かつ援用した特許出願に記述されている通りである。 Waveguide channels, the boundary region, the structure of the coil former and X / Y grid, additional details on the function and operation is as described in the patent application previously, and was incorporated.

図32Bは、「コイルフォーム」パターン、即ち第1の層上に円筒の壁を画定する部分円であって、末端は同じ導電材料内でその上に蒸着される第2の極薄層へ垂直に接続するパターン、を相次いで交互に構成する2つの層(第1の層3235及び第2の層3240)を示す図である。 Figure 32B, "coil former" pattern, i.e., a partial circle that defines the cylindrical wall on the first layer, ends the second ultrathin layer deposited thereon in the same conductive the material vertically pattern, which connects to a diagram showing the two layers constituting alternately (the first layer 3235 and second layer 3240) in succession.

一般的な半導体の蒸着、マスキング及びエッチングによる上記構造体の製造方法は下記の通りである。 General semiconductor deposition method of the structure according to the masking and etching are as follows.

透明な溶融ファイバ基板上には、ドープ・シリカ材料が蒸着される。 The clear melt fiber substrate, doped silica material is deposited. 透明材料の第1の蒸着は、RGB原色のうちの1色である色素でドープされ、かつ本発明の光ファイバ実施形態に関して本明細書において別記開示されている光学的にアクティブなドーパントでドープされて行われ、次いで複数列の円形の柱が残るようにマスクが生成される。 First deposition of the transparent material is doped with a one color of the RGB primary color dyes, and are optically doped with active dopant are elsewhere disclosed herein with respect to the optical fiber embodiment of the present invention performed Te, then the mask as a circular pillar remains in the plurality of rows are generated. そのまま残されるあらゆる列について、基板内へエッチングされる2列が間に存在する。 For any string as it is left, exists between two rows to be etched into the substrate. ドープ材料による各柱は、溶融ファイバ面板における光ファイバの真上に位置づけられる。 Each pillar by doping material is positioned directly above the optical fiber at the fused fiber faceplate. このようなファイバ自体も色素ドープされ、シリカ・ピラーと同じ直径のコアを有する。 Such fibers themselves are dye doped, having a core of the same diameter as the silica pillar. ピラーの列を形成するこのプロセスは反復され、蒸着及びエッチングのシーケンスによりRGB列のセットが形成される。 The process for forming a row of pillars is repeated, the set of RGB columns are formed by a sequence of deposition and etching.

次に、蒸着及びエッチングの別のセットが実行されてもとのピラーのそれとは区別化された屈折率を有する各ピラーを囲むドープ材料の円筒が製造され、これにより、溶融ファイバ基板から到来する光を透明のピラー内に閉じ込める導波構造体が製造される。 Next, the manufactured cylindrical doped material surrounding each pillar having a differentiated index of refraction from that of another set is performed based on the pillars of deposition and etching, thereby, coming from the molten fiber substrate waveguide structures for confining the light into the transparent pillar is manufactured. この「クラッディング」はさらに永久磁性にされ得る強磁性体材料で、好適には単分子磁石でドープされてもよく、製造後これは、光チャネルの軸に対して直角に設定される強力な磁場に暴露される。 This "cladding" in the ferromagnetic material may be further permanently magnetic, preferably may be doped with a monomolecular magnet after manufacture which is a powerful set at right angles to the axis of the optical channel It is exposed to a magnetic field. そうでなくても、これは、光ファイバ実施形態において先に開示したように周囲のコイルフォームによる磁化に際して残留フラックスを有するフェリ磁性/強磁性材料によってドープされる。 Or may not, which is doped by ferromagnetic / ferromagnetic material having a residual flux during magnetization of the coil form around as previously disclosed optical fiber embodiment.

「クラッディング」構造体が永久磁性にされ得る材料でドープされる場合には、第1の「クラッディング」円筒に関して述べた記述に従って第2の「クラッディング」円筒が製造され、この「クラッディング」が前述のようにフェリ磁性/強磁性材料によりドープされる。 If the "cladding" structure is doped with a material that may be permanently magnetic, the second "cladding" cylinder is manufactured in accordance with the description set forth with respect to the first "cladding" cylindrical, this "cladding "it is doped with ferrimagnetic / ferromagnetic material as described above.

次に、一連の交互的な蒸着及びエッチングが実行され、ドープされた導波管構造体を囲む「コイルフォーム」が製造される。 Next, a series of alternating deposition and etching is performed, surrounding the doped waveguide structures "coil former" is produced. 「コイルフォーム」パターン、即ち第1の層上に円筒の壁を画定する部分円であって、末端は同じ導電材料内でその上に蒸着される第2の極薄層へ垂直に接続するパターン、を構成する2層を示す図32Bを参照されたい。 Pattern a partial circle defining the "coil former" pattern, i.e., the cylindrical wall on the first layer, ends of connecting perpendicularly to the second ultrathin layer deposited thereon in the same conductive the material see FIG. 32B showing the two layers constituting the. この第2の層の上では、導電材料を構成する円形の極小セグメント(円筒形の壁の小さい弧)のみがマスクされてエッチング後に残り、続いてその周囲に絶縁性の極薄層が蒸着される。 This on the second layer, only circular minimum segment constituting a conductive material (a small arc of the cylindrical wall) is masked remaining after etching, followed by its perimeter insulating ultrathin layer is deposited that.

上記プロセスは反復され、次の層に最下層の円形または「円筒をスライスしたもの」と事実上同一である部分円が蒸着される。 The above process is repeated, the partial circle is virtually identical to the next layer and the lowermost circular or "those slicing a cylindrical" is deposited. この新しい部分円または「円筒壁のスライス」は、それ以外は絶縁性である層上の円筒壁の上記小さい弧における共通の導電材料を介して下の層へ縦に接続される。 The new partial circle or "cylindrical wall of slices" are otherwise connected to the vertical to the layer below through a common conductive material in said small arc of the cylindrical wall on the layer is insulating. さらにこのプロセスの繰り返しにより、導波管ピラーの周りにほぼ完全な導電リングを有する一層と、その上の層である、その次の層上の極薄の小セグメントに至りかつ同じく導波管ピラーの周りにほぼ完全な円を有するその上の層に至る、導波管ピラーの周りに電流フローを保持する同じ導電材料製の小さい接続セグメントのみを有するもう一つの層とが交互に生成される。 Furthermore, by repeating this process, To further has a nearly complete conductive ring around the waveguide pillar, a layer thereon, the next lead to small segments of the ultrathin on the layer and also waveguide pillar leading to a layer thereon, and the other layer having only small connecting segments of the same conductive material made to retain the current flow around the waveguide pillars are alternately generated with almost complete circle around the .

「カラー」層は、溶融ファイバ基板を介して進む光の偏光角をフルパワーで全90度回転させるに足る強度の場を生成するために必要な数だけ製造され、層間に電流を運ぶ僅か1つの導電材料の「スポット」を有する薄い絶縁層と共に散在される。 The "Color" layer, is manufactured necessary number to produce a field strength sufficient polarization angle of the light traveling through the fused-fiber substrate to rotate the entire 90 degrees at full power, just carry current between the layers 1 It is interspersed with a thin insulating layer having a "spot" One of the conductive material. 現時点で最上質の光学的にアクティブなドーパントは性能が確立されており、これは、小数の「巻上げ」またはカラー層のみによって達成されることが可能である。 Currently an optically active dopant top quality are established performance, this may be achieved only by "winding" or color layer fraction.

次に、基板上には、ディップペン・ナノリソグラフィ等のより新しい方法を含む規格方法によって、ファラデー減衰器導波管構造体の各々の「ベース」をアドレスする導電グリッドが部分円の入力ポイントにおける最下円に接触して形成される。 Next, on the substrate, by standard methods including newer methods such as dip-pen nanolithography, the conductive grid to address the "base" of each Faraday attenuator waveguide structure at the input point of pitch circle It is formed in contact with the bottom circle.

次に、半導体で製造されるファラデー減衰器構造体間の薄い間隙にブラック・マトリクスが蒸着される。 Next, a black matrix is ​​deposited in a thin gap of between Faraday attenuator structure produced in the semiconductor. フォトニック結晶材料が使用される場合の相違点は、バンドギャップ構造体が光を導き、よって示差屈折率「クラッディング」は光を閉じ込める必要がないことである(クラッディングは、光チャネルの周りのフェリ磁性/強磁性材料のドープ円筒として、及び任意選択で永久磁性にされ得る材料製の最初にドープされる円筒としてのみ作用する)。 Differences when the photonic crystal material is used, leads to bandgap structure light, thus differential refractive index "cladding" is that there is no need to confine light (cladding around the optical channel as doping cylinder ferrimagnetic / ferromagnetic material, and only acts as a cylinder to be doped in the material made of the first, which may be permanently magnetic optionally).

必要である場合、または材料の性能にとって有益である場合を含み、導波管構造体間のブラック・マトリクス上には、最後に「上部」アドレッシング・グリッドが蒸着される。 If necessary, or include those which are beneficial to material performance, on a black matrix between the waveguide structure, the end is "top" addressing grid is deposited.

必要であれば、ブラック・マトリクスは、垂直な導波管構造体の上部に対して、導電性のアドレッシング・グリッドによりアドレスされるトランジスタが導波管構造体と並ぶ垂直にアラインされる半導体コンポーネントとして形成され、コイルフォーム構造体に必要とされる交互の層の間に効果的に加工されるような高さでのみ蒸着される。 If necessary, a black matrix, to the upper part of the vertical waveguide structure as a semiconductor component transistors addressed by conducting addressing grid is vertically aligned, along with the waveguide structure is formed, it is only deposited in such a height is effectively processed during the alternating layers needed for the coil foam structure.

次に、アドレッシング・グリッド及び任意選択の垂直に蒸着されるトランジスタ上には、半導体ウェハ構造体が同じ高さになるように追加のブラック(不透明の)マトリクスが蒸着される。 Then, on the transistor to be deposited vertically addressing grid and optionally additional black (opaque) matrix so that the semiconductor wafer structure is flush it is deposited.

最後に、既に高品質である導波管構造体からの分散角度をさらに向上させる目的で、垂直な導波管構造体の「出力」ポイントへ直接、光学散乱構造体が蒸着されてもよい。 Finally, already object of further improving the dispersion angle from the waveguide structures of high quality, "Output" directly to the point of the vertical waveguide structures, optical scattering structure may be deposited.

ディスプレイ表面に平行な連続ウェハ上の半導体導波管。 The semiconductor waveguides on parallel continuous wafer on the display surface. サブピクセル導波管回転子エレメントの各々について、光を平行からディスプレイ表面へ偏向して上記表面から外へと現出させ、こうしてサブピクセルを形成する45度のミラー端またはフォトニック結晶ベンド(直径10ミクロンで明示されている)が存在する。 For each sub-pixel waveguide rotor element deflects the light from a parallel to the display surface to appear to the outside from the surface, thus a 45 degree to form a sub-pixel mirror end or photonic crystal Bend (diameter expressly with 10 microns being) is present.

図33は、半導体構造におけるプレーナ導波管チャネルを使用して半導体導波管ディスプレイ/プロジェクタを平面ソリューションとして実装するディスプレイ・システム3300の好適な代替実施形態を示す。 Figure 33 illustrates a preferred alternative embodiment of a display system 3300 that implements the semiconductor waveguide display / projector using planar waveguide channel as a planar solution of the semiconductor structure. システム3300はその端に1つまたは複数の照明ソース(図示されていない)を含み、これらは、各サブピクセルへ均一な照明を供給する多数の極端に狭い導波管チャネルを供給する。 System 3300 includes one or more illumination sources (not shown) at its end, which supplies a large number of extremely narrow waveguide channels to provide uniform illumination to the respective sub-pixels. システム3300は、入力層、回転子層及びディスプレイ層を含む幾つかの機能層を含む。 System 3300 includes a number of functional layers including an input layer, a rotor layer and a display layer. 下層上では、(X及びY軸からの)各サブピクセル列が、各サブピクセルに均一な照明を供給する多数の極端に狭い導波管チャネルを供給する。 On the lower layer, (X and from Y-axis) each subpixel column, supplying a large number of extremely narrow waveguide channels to provide uniform illumination in each subpixel. 従って、本好適な実施形態においては、Y軸に各列は(幅3000の場合)1500個の導波管チャネルを有し、各チャネルはその列上のサブピクセルで終わる。 Accordingly, in the present preferred embodiment, each row in the Y-axis has a (case width 3000) 1500 waveguide channels, each channel ending in the sub pixels on that column. X及びY軸は、交互のサブピクセルをアドレスする。 X and Y-axis addresses the alternating sub-pixel. X軸では、X及びY軸が各々別々の層上にある状態で、各列が約1350個のチャネルを含む。 The X-axis, while the X and Y-axis is located on the respective separate layers, each column comprises about 1350 channels. 本好適な実施形態では、導波管チャネルは0.02ミクロンまたはそれ以下で製造されるフォトニック結晶構造の導波管である。 In the preferred embodiment, the waveguide channel a photonic waveguide crystal structure produced by the 0.02 micron or less. 各導波管は1つのサブピクセル・ロケーションで終わり(実装によっては、複数のチャネルが単一のサブピクセル・ロケーションを照明してもよい)、出力ロケーションをそのサブピクセルに所望されるロケーションにおいて位置づける複雑な経路を画定してもよい。 (Some implementations, multiple channels may illuminate a single sub-pixel locations) end in each waveguide a single sub-pixel locations, locating the location desired output location to the subpixel it may define a complex path. 出力ロケーションには、伝播面から伝播されかつ振幅を制御された放射信号をディスプレイ平面へ配向し直すための偏向メカニズムが供給される。 The output location, the deflection mechanism for redirecting a radiation signal controlled to be propagated and amplitude from the propagation surface to the display plane is provided. 図のように、ディスプレイ平面は伝播平面に対して垂直である。 As shown, the display plane is perpendicular to the propagation plane. 各導波管チャネル沿いには、伝播される放射信号の所望される振幅制御をもたらす1つまたは複数のインフルエンサ/変調器部分/層が供給される。 Each waveguide along the channel, one or more influencer / modulator part / layer brings about the desired amplitude control of the radiation signal propagated is supplied. 好適には、導波管チャネルの出力は、導波管チャネルがサブピクセルの直径より遙かに小さいことから有効サイズを増大させる分散または光学エレメントを含む。 Preferably, the output of the waveguide channel comprises a dispersion or optical element to increase the effective size since the waveguide channel is much smaller than the diameter of the sub-pixels.

図35は、図33に示すディスプレイ・システム3300の略図であり、単一ピクセルを製造する3つのサブピクセル・チャネルをさらに示している。 Figure 35 is a schematic diagram of a display system 3300 shown in FIG. 33 further shows three sub-pixels channels to produce a single pixel. 各チャネルは、システム3300の表面でマージされるべく独立して制御され、偏向される。 Each channel is controlled independently to be merged with the surface of the system 3300 is deflected.

図34Aは、導波管/インフルエンサによって「バルブ調整」される水平面からの光の方向を垂直に変える偏向メカニズム3410へ結合される、放射信号3405を伝播するために半導体構造内に集積されるトランスポート/インフルエンサ・システム3400を示す断面図である。 Figure 34A is coupled to a deflection mechanism 3410 to change the direction of light from the horizontal plane to be "valving" by the waveguide / influencer vertically, are integrated in a semiconductor structure for propagating radiation signal 3405 it is a sectional view showing a transport / influencer system 3400. 図34Bは、システム3415における導波管進路構造体の任意選択による実装の好適な一実施形態を示す。 Figure 34B shows a preferred embodiment of the implementation of optional waveguide path structure in the system 3415. 導波管3425に対しては、ピクセル3420の直径を横断して回転が達成されなければならないプレーナ変調器スキームにおける閉じ込めの寸法を補償するために、新しい「スイッチバック」戦略が使用される。 For the waveguide 3425 in order to compensate for the dimensions of the containment in a planar modulator scheme rotated across the diameter of the pixel 3420 has to be achieved, a new "switchback" strategy is used. 欠陥生成(周期的な穴または他の構造体の除去)によるフォトニック結晶構造体が光学経路における約90度のベンドを達成することを所与とすれば、一連のスイッチバックにおいてサブミクロン幅の光学経路を「折り畳む」ための戦略は、長すぎるデバイスをもたらすことなく影響ゾーン3430内の影響効果(例えば、磁場)に曝されて進む光ビームの距離を表す式1における「d」の大きさを増大させる。 If given that photonic crystal structure due to a defect generated (removal of periodic holes or other structure) to achieve bend of approximately 90 degrees in the optical path, submicron width in a series of switchback the size of the "d" in the equation 1 strategy to "fold" the optical path, which represents the distance of the light beam traveling exposed to influence the effect of not the affected zone 3430 (e.g., magnetic) to result in too long device increase. 実際に、一般的な半導体製造プロセスによって形成される本好適な実施形態のスイッチバックに沿った回転子/減衰器エレメントの連続活用は、「d」の大きさが他の実際的方法による場合より遙かに大きいために、電力消費の極めて低いデバイスをもたらす。 Indeed, typical continuous use of the rotor / attenuator element along the switchback of the present preferred embodiment is formed by a semiconductor manufacturing process, than the size of the "d" by other practical methods for large much, resulting in very low device power consumption. チャネルの大きさがこのように小さいとすれば、回転子/減衰器デバイスの全体寸法は先行技術による導波管実施例より遙かに小さくなり、サブピクセルの最大寸法よりかなり小さくなる。 If the size of the channels and thus small, the overall dimensions of the rotor / attenuator device becomes much smaller than the waveguide embodiment according to the prior art, considerably less than the largest dimension of the sub-pixels. 図34Bにおける破線で示した長方形は、導波管に影響が加えられる場所である、反復性の導波管3425を含む影響ゾーン3430を表す。 Rectangle indicated by broken lines in FIG. 34B is where the effect on the waveguide is applied, representing the affected zone 3430 comprising the repetitive waveguide 3425. 磁場の場合、これは導波管の長い経路に平行に印加される。 For the magnetic field, which is applied parallel to the long path of the waveguide.

ここに示された好適な実施形態は、機能及びオペレーションが援用した特許出願に記述されているトランスポート、変調及びディスプレイ構造体を実装する基板化された導波チャネルを説明している。 Preferred embodiment shown here, describes the transport functions and operations are described in the incorporated patent application, modulation and substrate of been guided channel implementing a display structure. これらの実施形態は、基板内に製造され/配置され/配列される導波管チャネルと、光ファイバ及びフォトニック結晶ファイバ等の独立した/離散的導波管チャネルとの置換可能性を強調するものである。 These embodiments, emphasizes the waveguide channel manufactured in the substrate / are placed / arranged, replaceable with the independent / discrete waveguide channels such as optical fibers and photonic crystal fiber it is intended. これらの置換の1つは、図36及び図37に示す横方向スイッチの使用である。 One of these substituents is the use of lateral switch shown in FIGS. 36 and 37. 本好適な実施形態はファイバ−ファイバ・スイッチングを包含するが、図36の原理は、導波管−導波管スイッチング、具体的には適切に構成され配列されて共通基板内に配置される導波管間に適用されてもよい。 Guide disposed waveguide switching, specific common substrate is properly configured sequence in - the preferred embodiment fiber - include fiber switching, the principle of FIG. 36, the waveguide it may be applied between the wave tube. インプリメンテーションによっては、スイッチングは、適切な関係性で配列される異なる基板の導波管間で行われるものがある。 Some implementations, switching, there is performed between different substrates of waveguides arranged at the right relationship.

ディスプレイ・アレイ内に結合される、ファラデー減衰器デバイスのプレーナ形半導体光導波管実施形態のユーティリティは、照明ソースが「両側面」からプレーナ光導波管に平行に供給される超薄型スーパーフィシャル半導体プロセス・ディスプレイ構造体の製造に存在する。 Is coupled to a display array, the utility planar type semiconductor optical waveguide embodiment of the Faraday attenuator devices, ultra-thin superficial semiconductor lighting source is supplied in parallel to the planar optical waveguide from "both sides" present in the manufacture of processed display structure. このようにして供給される照明ソースは、RGB半導体レーザの平行列、VCSELまたはエッジ放射等の超小型形式であってもよい。 Lighting sources this manner is supplied, parallel rows of RGB semiconductor lasers may be VCSEL or micro form of edge-emitting and the like. よって原理的には、本構造体は硬質または軟質基板上に、ポリマでシールされた織物を含む厚膜として製造されてもよい。 Thus in principle, this structure is rigid or flexible substrate may be fabricated as a thick film comprising a sealed fabric with a polymer. 厚膜で具現されるディスプレイのように、ディスプレイは、実際に幾何学的曲面に薄いディスプレイ材料を張り付ける「アップリケ」として応用されてもよい。 As a display embodied in a thick film, the display may be applied as actually pasted thin display material geometrically curved "applique".

半導体で製造される一次層は、側面照明ソース(先に開示したフラットパネルディスプレイ実施形態の場合のような、ディスプレイ表面に平行なバックキャビティ照明ソース全体からの照明とは対照的)からの光を導く複数のプレーナ導波管から成る。 The primary layer is manufactured by semiconductor, (as in the case of a flat panel display embodiment disclosed above, the illumination from the entire parallel back cavity illumination source on the display surface opposed) side illumination source light from guides consisting of a plurality of planar waveguides. 図38aは、減衰器により「バルブ調整される」水平面からの光の方向を垂直に変える偏向器と結合される、導波管構造体に統合されるプレーナ形ファラデー減衰器の縦断面である。 Figure 38a is an attenuator by being combined with the deflector for changing the direction of light from the "valve regulated is" horizontal vertically, a longitudinal section of the planar type Faraday attenuator is integrated in the waveguide structure.

その製造プロセスは、下記のように詳述することができる。 Its manufacturing process can be described as follows.

基板上には厚膜材料が蒸着され、よって厚膜は自己基質的であるに足る堅牢な引張り強さを有し、機能する基板から外されるとその結着性を持続する。 The substrate is deposited a thick film material, thus a thick film has a robust tensile strength sufficient is self substrates, when removed from the functional substrate to sustain its cohesiveness. 半導体リソグラフィ・プロセス(材料の蒸着またはプリント、マスキング及びエッチング、他、ディップペン・ナノリソグラフィ)を介して、厚膜基板上に光透過性であるが色素ドープされた物質が蒸着される。 Semiconductor lithography process (material deposition or printing, masking and etching, other, dip-pen nanolithography) through, is a light-transmissive on the thick film substrate dye doped material is deposited. この最初の蒸着は、YIGまたはTb等の光学的にアクティブな材料または現時点で最上質のドーパントによってもドープされる。 The first deposition is also doped with an optically active material or currently top quality dopant such YIG or Tb. 材料は全て、好適には厚膜基板と同じヤング率によって軟質である。 All material, preferably a soft by the same Young's modulus as the thick film substrate.

図が示すように、チャネルはマスキングされ、蒸着される材料の大部分は除去されて材料のラインが残される。 As the figure shows, the channel is masked, most of the material to be deposited material of the line is left is removed. ディップペン・ナノリソグラフィ(またはフォトニック結晶ベンドを製造する場合はQWI)を使用して、反射を達成する適切な示差屈折率を有する同じ材料または他の材料から45度偏向エレメントがステレオ・プリントされる。 Dip-pen nanolithography (or when manufacturing the photonic crystal Bend QWI) using appropriate 45 ° deflection elements of the same material or other material having a differential refractive index to achieve the reflection is stereo print that. 或いは、Molecular Imprintsの「ステップ・アンド・フラッシュ」ステレオーインプリント方法が使用されてもよい。 Alternatively, the "step-and-flash" stereo imprinted method of Molecular Imprints may be used. また、比較的複雑度の高い他の方法も技術上周知である。 It is also well known in the art relatively high complexity other methods.

次に、色素ドープ及び光学的にアクティブなドープされたチャネル材料の縦列が蒸着され、エッチングにより45度偏向エレメントの直上に縦列が残される。 Next, dye-doped and optically tandem active doped channel material is deposited, columns are left just above the 45 ° deflection element by etching. これは事実上、45度偏向エレメントに隣接しかつ上記偏向エレメントによって偏向される光チャネルに沿ってファラデー減衰器デバイスにより切換される光のための、ディスプレイ表面の平面からの出口ポイントを形成する。 This effectively for light switching Faraday attenuator device along the 45 degrees adjacent to the deflection element and the light channel is deflected by the deflecting element to form an outlet point from the plane of the display surface.

次に、同じ示差屈折率を有する材料がもとのライン及び製造された他のエレメントを包囲しかつカバーして蒸着される。 Then, the same material having a differential refractive index is to surround the other elements which is the original line and the production and deposition covers. これは、「クラッディング材料」と呼ばれる。 This is referred to as "cladding material". 45度偏向エレメントまたはフォトニック結晶ベンドに隣接する導波管チャネルのセグメント上には、先に蒸着された材料から下記の目的で、即ち、同じく光チャネルより上にその軸に対して直角に製造される水平バンドをアドレスするための光チャネルに平行かつ光チャネルより上の導電ラインを見込み、かつバンド用の導電材料を蒸着するためと、フェリ磁性/強磁性材料でドープされるべきその下の材料層のためのスペースをもエッチングする、という目的でスペースがエッチングされる。 The 45-degree deflection element or the photonic waveguide channel adjacent to the crystal bend segment, in the deposited earlier material below purposes, i.e., also produced at right angles to its axis above the optical channel is the likelihood of conductive lines above and parallel optical channels to an optical channel for addressing horizontal bands, and a for depositing a conductive material for the band, the lower should be doped with ferrimagnetic / ferromagnetic material also etched space for material layers, space is etched for the purpose of. この材料より下のスペースは、その機能が本明細書において別記開示されている永久磁性にされ得る材料によりドープされた材料の蒸着のために任意選択で残される。 Space below the material is left optionally for the deposition of doped material with a material that may be permanently magnetic in which the feature is elsewhere disclosed herein.

次に、連続するマスキング及びエッチング及び/またはディップペン・ナノリソグラフィにより次のような材料、即ち、場生成バンドをアドレスするための光チャネルに平行なライン状の導電材料、任意選択である、光チャネルより上に残される「クラッディング」材料より上の永久磁性にされ得る(かつ続いて磁化される)材料の層、場生成エレメントにより一時的に磁化され、残留フラックスを介して回転を持続するフェリ磁性/強磁性材料、及び光チャネルの軸に対して直角に蒸着される場生成導電材料のバンド、が蒸着される。 Then, the material such as: a continuous masking and etching and / or dip-pen nanolithography, i.e., parallel linear conductive material the optical channel for addressing field-generating band is optional, light channel may be permanently magnetic above "cladding" material that is left above the (and subsequently being magnetized) a layer of material, is temporarily magnetized by the field generating element, to sustain the rotation through the residual flux ferrimagnetic / ferromagnetic material, and a band of field-generating conductive material deposited at right angles to the axis of the optical channel, is deposited. 現在のドーパントの性能を基礎とすれば、必要なバンドの数はほんの僅かである。 If the basis of the current dopant performance of, the required number of bands are only a few.

最後に、半導体製造による構造体である多重厚膜の表面がシールされて同じ高さになるように、「クラッディング」材料がさらに蒸着される。 Finally, the surface of the multi-thick film is a structure according to the semiconductor manufacturing at the same height are sealed, "cladding" material is further deposited. 任意選択として、ファラデー減衰器の場生成構造体をアドレスする直前に、導電性のアドレッシング・ラインに合わせてトランジスタが製造されてもよい。 Optionally, just before the address of the field-generating structure of the Faraday attenuator, in accordance with the conductive addressing lines transistor may be manufactured.

厚膜材料の適切な選択により、厚膜ディスプレイ構造体全体はポリマでシールされたロバストな織物構造体上に形成される場合もあれば、成形基板から除去されて厚膜エピタキシにより別の(恐らくは幾何学的に複雑な)最終サポート用ディスプレイ表面へ接着される場合もある。 By appropriate selection of the thick film materials, In some cases the whole thick film display structure formed on a robust woven structure which is sealed with a polymer, is removed from the molding substrate of another by thick epitaxy (possibly geometrically complex) sometimes adhered to the final support for the display surface.

システムのオペレーション、パフォーマンス及び検査。 The operation of the system, performance and inspection. 以下、その関連背景の幾つかについて述べる。 The following describes some of the relevant background.

新規材料、希土類ドープ・ファイバ及び薄膜結晶のベルデ定数の増大により、開示されている実施形態のパフォーマンス、効率及びオペレーションは絶えず向上している。 New materials, an increase in the Verdet constant of the rare-earth doped fiber and thin-film crystal, the performance of the disclosed embodiments, efficiency and operation is constantly improving.

フォトニック結晶ファイバの導入。 The introduction of photonic crystal fiber. 結晶構造体がドープされ、規格ファイバの熱処理により穴が形成されてフォトニック・バンドギャップ構造体が製造される。 Crystal structure is doped, is formed a hole photonic bandgap structure by heat treatment of standard fiber is produced. 効果的なドーピング及び熱処理は、ドープされた周囲の結晶から浸出する超高ベルデ定数のアルカリ性ガスを含む、固体で囲まれた穴をもたらす。 Effective doping and thermal treatment, including alkaline gas ultrahigh Verdet constant leaching of doped ambient crystals, results in a hole surrounded by a solid. ドープされたフォトニック薄膜の積層は、100%に近い透過性を有する、長さ僅か36ミクロンの回転子エレメントとしても使用される。 Stack of doped photonic thin film having transparency close to 100%, is also used as a rotor element length only 36 microns.

低減されたデバイス寸法、向上したパフォーマンス及び著しいコスト経済性を実現するQWI及び他の製造技術の導入。 Introduction of reduced device dimensions, QWI, and other manufacturing techniques to achieve improved performance and significant cost economy.

半導体光導波管におけるファラデー回転子構造体の全体的小型化、本発明のためのエレメントとしてのそのアプリケーション、ファイバ・コンポーネント・バージョンの小型化のための上記技術のアプリケーション。 Overall size of the Faraday rotator structure in the semiconductor light waveguide, the technical application for that application, the miniaturization of the fiber component versions as element for the present invention. 全エレメントの合計寸法は、側面で100ミクロンまたはそれ以下である。 The total size of all elements is 100 microns or less in side. 光学的にアクティブな材料の周りの場生成エレメントの十分な厚さ及び長さを含むファラデー回転子デバイスの直径は、100ミクロンまたはそれ以下であってもよい。 The diameter of the Faraday rotator device comprising a sufficient thickness and length of the field-generating elements around the optically active material may be 100 microns or less. 従って、寸法は全て、約1000/700ピクセルの15'ディスプレイにおけるサブピクセルの最大寸法を大きく下回る。 Thus, the dimensions are all well below the maximum dimension of the sub-pixels in 15 'displays about 1000/700 pixels.

また、光学的にアクティブな材料の飽和を達成するための技術も本好適な実施形態の向上に寄与する。 A technique for achieving optically saturated active material also contributes to the improvement of the present preferred embodiment.

ファイバの引抜き及びドーピングに関わる製造業の経済は向上し続け、よってコストはさらに低減しかつ開発は改良される。 Withdrawal and manufacturing economies involved in doping of the fiber continues to increase, thus the cost is further reduced and the development is improved.

AlGaAs/GaAs及びInAlAs/InGaAs/InP族の材料及び薄/厚膜技術の進歩は、本発明の態様を向上させる。 Advances in AlGaAs / GaAs and InAlAs / InGaAs / InP group material and a thin / thick film technology improves aspects of the present invention.

本好適な実施形態は、従来型のピッグテールのインプリメンテーションを凌ぐ向上した導波管−ファイバ接続を提供する。 This preferred embodiment is improved waveguide surpassing the implementation of conventional pigtail - providing fiber connections.

以下、予想されるシステム構成及びパフォーマンスの測定基準について論じる。 They are discussed below expected system configuration and performance metrics. サブピクセルの直径(光学的にアクティブな材料に隣接する場生成エレメントを含む):<100ミクロンまたはそれ以上:<50ミクロン。 Subpixel diameter (including the field-generating elements adjacent to the optically active material): <100 microns or more: <50 microns. (複数の色素ドープ光チャネルが1つの複合導波管構造体内に実装される、本明細書において別記参照されている代替実施形態においては、RGBピクセル寸法の純減を実現することに注意されたい。) (Plurality of dye-doped light channel is implemented in one of the composite waveguide structure, in an alternative embodiment as elsewhere referred to herein, it should be noted that to achieve a net reduction of RGB pixel dimensions .)
・ サブピクセル・エレメントの長さ:<100ミクロンまたはそれ以上:<50ミクロン。 - the length of the sub-pixel element: <100 microns or more: <50 microns.

・ 単一のサブピクセルにつき90度の回転を達成するための駆動電流:0−50m. - a single sub-pixel per 90 degrees driving current to achieve a rotation of: 0-50m. Amp。 Amp.

・ 応答時間:ファラデー回転子の場合、概して超高速である(即ち、1ナノ秒が実証されている)。 - Response time: If the Faraday rotator is generally ultra-high speed (i.e., 1 ns has been demonstrated).

デバイスの電力消費分析とシステム・オペレーション:本発明の好適な実施形態の電力要件について考察する場合、スイッチ・マトリクスはあらゆるサブピクセルにおいてトランジスタを必要とする「アクティブ・マトリクス」である必要はなく、また、ファラデー減衰器エレメントが各ビデオフレームを通じて連続電流によりアクティブに駆動されなければならない、という必要もない。 Device power consumption analysis and system operation: When considering the power requirements of the preferred embodiment of the present invention, the switch matrix need not be a "active matrix" in need of transistors in all the sub-pixels, also , Faraday attenuator elements must be actively driven by a continuous current through each video frame, there is no requirement that. (各サブピクセルには、フレームを介して、そのフレームに要求される角度回転を一定に「保持する」に足る電流が絶えず供給される。) (Each subpixel, through the frame, a current sufficient to "hold" a constant angular rotation required for that frame is constantly supplied.)
「順次走査式」ディスプレイと「連続アドレッシング式」ディスプレイ。 "Sequential scanning" display and "continuous addressing Expressions" display.

「連続アドレッシング式」ディスプレイ。 "Continuous addressing Expressions" display. ファラデー減衰器を基礎とするディスプレイはどれも「アクティブ・マトリクス」を使用しなければならない、という想定は間違いであるが、「連続アドレッシング式」の低電力FLATディスプレイ・デバイスが不可能であるとするものではない。 Any display is to be based on the Faraday attenuator must be used "active matrix", that is assumed is a mistake, and low power FLAT display device of "continuous addressing formula" is impossible not.

FLATの「連続アドレッシング式」マトリクスは、今では実際的なコンフィギュレーションであると言ってもよく、アンペア数及び個々の減衰器の電力要件が低減するにつれてますますそうなる。 "Continuous Addressing expression" matrix FLAT is now may be said to be a practical configuration, increasingly so as the power requirements of the amperage and individual attenuator is reduced. FLATに有利な関連変数を詳細に検討してみれば、「順次走査」バージョンが現時点では多くの基準で両者の中では優位であるとしても、この形態の本質的な実用性は優位点を有する。 Come to consider advantageous relevant variables in detail FLAT, even in the "progressive scan" version currently predominates in both in many criteria, the essential utility of this form has the advantage .

各サブピクセルにトランジスタを有するアクティブ・マトリクスの実装に関しては、製造上の問題点及びサブピクセル領域に与える影響はLCDのそれほどではない。 For the implementation of active matrix having transistors each subpixel, impact problems and subpixel regions of production is not so of the LCD. LCDのアクティブ・マトリクスにおいては、トランジスタが各カラー・サブピクセル領域の平坦な部分を塞ぎ、ディスプレイ表面の効率及び表示画面の品質を下げる。 In an active matrix LCD, the transistor blocks the flat portion of each color sub-pixel regions, lowering the quality of the efficiency and the display screen of the display surface. アクティブ・マトリクスを使用するFLATディスプレイの場合、トランジスタ・エレメントはディスプレイ表面に垂直に構成され、よってファイバ実施形態におけるストリップまたはワイヤ構造体の追加のエレメントとして、または導波管の複合構造体内に製造されるエレメントとして「深層」に配列される可能性もある。 For FLAT display using an active matrix, the transistor element is constructed perpendicular to the display surface, thus as an additional element of the strip or wire structures in the fiber embodiment, or be produced in the composite structure of the waveguide possibly arranged in the "deep" as an element that.

全体的なディスプレイ電力要件に関する基本的理解として、実際の電力要件は、サブピクセルの合計数と90度の回転に要する最大電流との直線的乗算を基礎として計算されるわけではない点に留意することは重要である。 As a basic understanding of the overall display power requirements, actual power requirements, it is noted that not be calculated a linear multiplication of the maximum current required for the rotation of the total number and 90 degrees of the sub-pixel basis it is important. 実際の電力要件は、下記の要素を考慮して平均及びピーク値が計算されなければならない。 Actual power requirements, must be calculated the average and peak value in consideration of the following elements.

共に100%を大幅に下回るガンマ及び平均カラー・サブピクセルの使用:よって、平均回転は90度よりかなり小さい。 Significantly below the use of gamma and average color subpixels together 100%: Thus, the average rotation is much smaller than 90 degrees.

ガンマ:全サブピクセルを使用してホワイト・バックグラウンドを表示するコンピュータ・モニタであっても、あらゆるサブピクセルについて、ついでにいえば任意のサブピクセルについて、最大ガンマを必要とはしない。 Gamma: be a computer monitor for displaying the white background by using all the sub-pixels, for every sub-pixel, for any subpixel that matter, it does not require the maximum gamma. スペースは、人間の視角の科学の詳細な検討を見越しているわけではなく、適正な画像表示にとって最も重要な点は、(可変周辺光レベルにおけるビューイングに必要な基本ディスプレイ輝度を所与とする)ディスプレイ、ピクセル及びサブピクセル間の相対強度である。 Space, not foresees a detailed discussion of scientific human viewing angle, the most important point for proper image display, and given the basic display brightness necessary for viewing in (variable ambient light level ) display, a relative intensity between the pixels and subpixels.

最大ガンマ(またはこれに近いもの)及び全回転(如何なる動作範囲であれ90度またはその幾分か、後の記述参照)は、例えば太陽を直撮りする場合等の明るい光源へのダイレクトショットのような極限のコントラストを要求するケースでのみ必要とされる。 Maximum gamma (or its close) and full rotation (any operating range a long 90 ° or somewhat later see description), for example as a direct shots to bright light sources, such as the case of take sun straight It is required only in the case that requires such extreme contrast.

従って、ディスプレイ用の平均ガンマは、統計学的にはこの可能最大ガンマの幾分かになる。 Therefore, the average gamma for display, is statistically becomes somewhat of the maximum possible gamma. これは、コンピュータ・モニタの安定した「ホワイト」バックグラウンドを心地よくビューイングする場合にファラデー回転が最大にならない理由でもある。 This is, Faraday rotation is also a reason not to the maximum in the case of comfortably viewing a stable "white" background of a computer monitor. 要するに、どのような所定のサブピクセルを駆動するどのような所定のファラデー減衰器も全回転である必要はめったになく、よってフルパワーはほとんど要求されない。 In short, any given Faraday attenuator that drives any given subpixel need rarely a full rotation, thus full power is hardly required.

色:クラスタ内のRGBサブピクセルの等輝度による組合わせを要求するのは純粋な白のみであることから、カラー画像またはグレースケール画像の何れにおいても、任意の一度にアドレスされるものはディスプレイのサブピクセルの一部分であることは留意されるべきである。 Color: Since it requires a combination according isoluminant of RGB sub-pixels in the cluster are only pure white, in either color or grayscale images, which are addressed to any once of display it is part of the sub-pixels should be noted. RGBの組合わせにより追加して形成されるカラーは、幾つかのカラー・ピクセルは唯一のサブピクセル(R、GまたはBの何れか)が(可変輝度で)「オン」になることを要求し、幾つかのピクセルは2つのサブピクセルが(可変輝度で)「オン」になることを要求し、幾つかのピクセルは3つのサブピクセルが(可変輝度で)「オン」になることを要求する、という状況を含意する。 The color formed by adding the RGB combination may require that only the sub-pixel some color pixels (R, either G or B) is (a variable brightness) "on" , several pixels requests that two sub-pixels becomes (a variable brightness) "oN", some pixels requesting to become a three subpixels (variable intensity) "on" , it implies a situation where. 純白のピクセルは3つのサブピクセルが全て「オン」になることを要求し、それらのファラデー減衰器は等輝度を達成すべく回転される。 Pure white pixels requires that becomes all the three sub-pixels "on", those Faraday attenuator is rotated to achieve equal brightness. (カラー及びホワイト・ピクセルは、色を非飽和にすべく並列にされてもよい。本発明のある代替実施形態では、飽和のより効率的な制御を達成するために、「クラスタ」内の追加のサブピクセルがホワイトバランス光であってもよい。) (Color and white pixels, in an alternative embodiment of the parallel which may be. The present invention in order to color the non-saturation, in order to achieve more efficient control of saturation, adding in the "cluster" subpixels may be white balance beam.)
サブピクセル・クラスタに対するカラー及びグレースケール画像要求を考慮すると、平均的なフレームでは、全てのディスプレイ・サブピクセルに実際にアドレスされる必要のある幾らかの部分が存在し、ある程度「オン」であるものについては、平均輝度は最大より遙かに下がることが明らかである。 Considering the color and gray scale images required for the sub-pixel clusters, the average frame, some of the parts that need to be actually addresses to all of the display sub-pixels exist, it is somewhat "on" for things, the average luminance is clear that falls far than the maximum. これは単に、RGB加色スキームにおけるサブピクセルの機能に起因し、絶対ガンマの考察以外の1要素となる。 It simply due to the function of the sub-pixels in the RGB additive color scheme, a 1 elements other than considerations absolute gamma.

結論:統計分析は、これらの検討事項に起因するFLATアクティブ・マトリクス/連続アドレッシング・デバイスの電力要求プロファイルを決定することができる。 Conclusion: Statistical analysis may determine the power requirements profile of FLAT active matrix / continuous addressing devices caused by these considerations. いずれにしても、これは、同時的な全ファラデー回転におけるディスプレイの各サブピクセルの仮想最大値より遙かに少ない。 Anyway, this is much less than the virtual maximum value of each sub-pixel of the display in a simultaneous total Faraday rotation. どのような所定のフレームであっても、全てのサブピクセルが「オン」であることは決してなく、これらの「オン」の輝度も、様々な理由で典型的には最大値の比較的少ない部分になる。 Whatever the given frame, it is never all sub-pixels are "on", a relatively small portion of the luminance, typically a maximum value for a variety of reasons for these "on" become.

最低仕様、0乃至90度の回転で0乃至50m. Minimum specifications, 0 to 50m by the rotation of 0 to 90 degrees. amp。 amp. また、0乃至90度の回転に対する電流範囲例(0乃至50m.amp)は既存のファラデー減衰器デバイスの性能仕様から与えられているものであるが、この性能仕様は最低値として供給されるものであり、明らかに光通信の参照デバイスの最新技術によって既に更新されかつ超えられている点に留意することも重要である。 The current range example with respect to the rotation of 0 ° to 90 ° (0 to 50M.Amp) those are those that are given from the performance specifications of the existing Faraday attenuator devices, the performance specifications is supplied as a minimum value , and the it is also important to note that has already been updated and exceeded clearly the state of the art of optical communication of the reference device.

最も重要な点であるが、これは、向上した方法及び材料技術からの恩恵を含む本発明に明記されている新規実施形態を反映していない。 It is the most important point, but this does not reflect the new embodiments are specified in the present invention, including the benefits of the improved methods and materials technology. 性能の向上は、引用した仕様が達成されて以来継続していて、どちらかといえば、これまでも、また今後も加速し続ける。 Improvement of performance, cited specifications have continued since been achieved, if anything, the past also, also continue to accelerate in the future. (ガス蒸気を回転媒体として使用する後の詳しい検討を参照されたい。) (See detailed study after using the gas steam as rotating media.)
連続アドレッシング式FLATディスプレイの電力要件を低減させる追加の戦略及び要素には、下記が含まれる。 Additional strategies and elements to reduce the power requirements of a continuous addressing type FLAT display, include the following.

a)全90度回転レンジに対抗する、精密部分角度による部分回転レンジの使用。 a) against the full 90 degree rotation range, the use of partial revolution range by precision parts angle.

b)透明な固体に対抗する、ソリッドステート・エレメント内の微小気泡に含まれる蒸気ガスの卓越したベルデ定数の使用。 b) against the transparent solid, used outstanding Verdet constant of the steam gas contained in the microbubbles in the solid state element. (線形的マカルーソ・コルビーノ効果) (Linear Makaruso-Korubino effect)
本明細書における次の論点は、具体的にはアクティブ・マトリクスの実施形態の考察において本発明の電力消費に明確な影響を与える2つの戦略である。 The next issue in the present specification is a two strategies specifically to provide a distinct effect on the power consumption of the present invention in the discussion of the embodiment of the active matrix. 但し先に述べたように、これらは決して、デバイスの効率を上げる本発明によって明記されている唯一の新規かつ改良された方法及び材料ではない。 However, as mentioned earlier, these are by no means the only novel and improved method and materials are specified by the present invention to improve the efficiency of the device.

a)部分回転レンジ:好適な実施形態の多くは、ファラデー減衰器による全90度の完全な偏光回転に原則上の焦点をおいているが、本発明の基本的要件は、光の輝度が満足のいく輝度勾配(及びビデオ放送安全規格)を達成するに足る増分数を介して減衰されることである。 a) partial revolution range: Many preferred embodiments, but focuses on the principles complete polarization rotation of the entire 90 degrees by the Faraday attenuator, essential requirements of the present invention, the luminance of the light satisfies a go luminance gradient (and video broadcast safety standards) is to be attenuated through the incremental number sufficient to achieve. 例えば、典型的なCRTディスプレイにおいては、各電子銃は、同じレンジを介して対応するカラー蛍光体を励起する合計256の(校正された)電圧設定値を有する。 For example, in a typical CRT display, each electron gun (calibrated) of the total 256 to excite the corresponding color phosphor over the same range having a voltage set value. (但し、人間の視角に関する研究は、他の要素の検出と組み合わされた場合、人の目はより小さい範囲における相違しか検出できないことを示している点に留意されたい。) (However, studies of human viewing angle, when combined with the detection of other elements, the human eye should be noted that is not able to detect only differences in smaller range.)
ファラデー回転子の精度及び再現性一般を考慮すると、ファラデー減衰器に必要とされる電流を低減しながら所定のレンジに渡る光の可変輝度を達成する戦略は、例えば、ビデオ画像化要件を満たすに足る数の当該レンジ内の増分を伴う0乃至45度の回転動作レンジを特定することであろう。 Considering the accuracy and reproducibility of the general of the Faraday rotator, strategies to achieve a variable intensity of light over a predetermined range while reducing the current required for Faraday attenuator, for example, to meet the video imaging requirements the number of rotational movement range of 0 to 45 degrees with an increment of the inner range sufficient would be to identify.

0乃至90度というサブピクセル最大輝度の設定に等しくするためには、0乃至45度システムの照明ソースは省略時設定の照明ソースの輝度の2倍にまでなる可能性もある。 To equal to the set of sub-pixel maximum luminance of 0 to 90 degrees, the illumination source of 0 to 45 degrees system is also likely to be up to twice the illumination source default setting brightness. 但し、照明ソースからの光はディスプレイの全チャネルに均一に「分配」され、かついつでも最大ディスプレイ輝度を上回っている(線形偏光への分解及び減衰自体からの任意のロシネスを所与として)ことから、照明ソースは、回転の動作レンジが90度から低減される同じ程度にまでパワーアップする必要はない可能性がある。 However, light from the illumination source is "distributed" uniformly to all channels of the display, and since at any time exceeds the maximum display brightness (as given any Roshinesu from degradation and decay itself to linear polarization) , illumination source, the operation range of the rotation might not need to be powered up to the same extent that is reduced from 90 degrees.

結論。 Conclusion. 回転レンジを減らし、かつ回転精度を上げる(より小さい角度増分)ことにより、最大値における減衰器当たりの電力要件は相応に低減される。 Reduce the rotation range, and by increasing the rotational accuracy (smaller angular increments), power requirements per attenuator at the maximum value is reduced accordingly.

b)微小気泡ファイバ(または被誘導材料)における蒸気ガスの使用。 b) The use of steam gas in the microbubbles fiber (or the derived materials). この戦略は、フォトニック結晶材料(ファイバ、導波管、被誘導材料及びこれらに類似するもの)の使用との組合わせにより最適に実装されるであろう。 This strategy, photonic crystal materials (fibers, waveguide, those similar to the guided material and these) would be best implemented by a combination of the use of.

ガス蒸気の回転媒体としての使用から予期される性能向上に関して述べている本明細書本文及び後の詳述部分を参照されたい。 See detailed part of the specification text, and after that described with respect to performance improvement expected from the use of a rotating medium gas vapor. 最近では、Budker(ローレンス・バークレイ国立研究所)外による研究において、重大な進歩が公開されている(2002年6月4日)。 In recent years, Budker in the study by (Lawrence Berkeley National Laboratory) outside, significant progress has been published (June 4, 2002).

ガス蒸気におけるファラデー回転の変形(共振磁気光学効果または「線形的マカルーソ・コルビーノ効果」)の研究において、上記研究者達は、参照固体フリントガラスに対抗するものとして、上記蒸気における桁違いに高いベルデ定数を実証した。 In the study of the deformation of the Faraday rotation (resonant magneto-optical effect or "linear Makaruso-Korubino effect") in the gas stream, the researchers, as opposed to the reference solid flint glass, extraordinarily high Verdet in the steam It demonstrated a constant.

フリントガラスのベルデ定数:3×10Λ−5、共振ルビジウム蒸気のベルデ定数:10Λ4。 Flint Glass Verdet constant: 3 × 10Λ-5, the resonant rubidium vapor Verdet constant: 10Λ4.

Budker外は、透明な光学的にアクティブな固体の使用とガス蒸気の使用との間のベルデ定数(「原子当たり」)の(密度の相違を考慮した)実効的向上は、ほぼ10Λ20である、と結論している。 Budker outside, a transparent optically (considering differences density) of the Verdet constant ( "per atom") between the use of active solids using a gas vapor effective improvement is approximately 10Ramuda20, We have concluded that. 従って、中空の部分真空ファイバ(規格品またはフォトニック結晶)またはフォトニック結晶内の密封されたチャネルにおけるガス蒸気のインプリメンテーションは、要求されるを下げることが期待される。 Thus, hollow partial vacuum fiber (standard product or photonic crystal) or implementation of gas vapor in the sealed channel in the photonic crystal is expected to reduce the required.

ここで再び、先に挙げた式1等のファラデー回転の式を考慮すると、実効ベルデ定数の3×10Λ−5から10Λ4への上昇は、要求される長さ「d」及び/または要求される場または磁束強度が控えめに言っても10Λ−8の複合係数で低減されることを意味する。 Again, considering the equation of the Faraday rotation of such formula 1 mentioned above, increasing from 3 × 10Λ-5 the effective Verdet constant to 10Λ4 is the desired length "d" and / or request It means that the field or flux intensity is reduced by the combined coefficient of 10 [lambda]-8 to say the least. 結論:従って、ガス蒸気の回転媒体としてのインプリメンテーションは、例えば0乃至90度を回転させるための入力電流範囲を0乃至50ミリアンペアから0乃至5マイクロアンペア(10Λ−6アンペア)まで、かつ要求される回転子エレメントの長さをミリメートル単位または何十ミクロンからミクロンの端数にまで減らすことができる。 Conclusion: Therefore, implementation of a rotating media of gas vapors, for example, the input current range for rotating the 0 to 90 degrees from 0 to 50 mA to 0 to 5 microamps (10 [lambda]-6 amperes), and the request the length of the rotor elements being capable of reducing the millimeters or tens microns up to a fraction of microns.

2)「順次走査式」ディスプレイ。 2) "sequential scanning" display. 考慮した上述の要素は、本発明のこの好適な実施形態、即ちパッシブ・マトリクス/「順次走査式」ディスプレイにも当てはまる。 Considering the above elements, the preferred embodiment of the present invention, i.e., also apply to the passive matrix / "sequential scanning" display. 回転動作レンジの低減及びガス蒸気の回転媒体としての使用を含む電力要件を低減する戦略は、本好適な実施形態にも等しく適用可能である。 Strategies to reduce the power requirements, including the use as a rotating medium reduces and gas vapors rotation range are equally applicable to the present preferred embodiment.

ヒステリシス、残留フラックス及び順次走査。 Hysteresis, residual flux and sequential scanning. 残留(またはレムナント)フラックスの現象は、電力要件を低減すべく作用しかつ場生成材料が飽和に達すると事実上回転を「持続させる」特性であり、よって回転の大きさが達成されることについては、本書において別記指摘している。 Phenomenon of residual (or remnants) flux acts vital field generating material in order to reduce power requirements is "to sustain" characteristics virtually rotation reaches saturation, thus for the size of the rotation is achieved It is stated otherwise pointed out in this book.

実際に、ヒステリシス曲線の「減衰」部分を考察すると、媒体が飽和に達し、場生成エレメントへの電力が遮断されると、回転の大きさは曲線の勾配を辿り、ゆっくりと強度を減じ、次には低減の速度を速め、最終的に「残留フラックス」と呼ばれる永久磁性程度で停止することが分る。 Indeed, considering the "decay" part of the hysteresis curve, the medium reaches the saturation, the power to the field-generating element is cut off, the magnitude of the rotation follows the slope of the curve slowly reduce the intensity, following It hastens the speed of the reduction, finally seen to be stopped at about a permanent magnetic called "flux residue" in.

本発明に関しては、「残留フラックス」を排除するために、場生成エレメントへの電流は逆転され、かつ場生成エレメントは効果的に消磁されなければならない点に留意することは重要である。 For the present invention, in order to eliminate the "flux residue", the current to the field-generating element is reversed, and field-generating element is to note that must be efficiently demagnetized is important. 所定のエレメントがこれを行うために必要とされる場の強さは、「保磁力」と呼ばれる。 The field strength of a given element is required to do this is called "coercive force".

従って回転エレメントは、一旦「オン」にされると完全に「オフ」にされなければならない。 Thus rotating elements must be completely "OFF" Once "on". パルスは、まずはエレメントに送られて所望される回転を達成しなければならず、所望される回転が達成されると、パルスは終わるが磁化された状態は残り、場生成エレメントのヒステリシス曲線に従って「減衰」する。 Pulses, first must achieve rotation that is sent to desired the element, if desired rotation is is achieved, the pulse ends and the rest is the state of being magnetized according to the hysteresis curve of the field-generating elements " attenuation "to. エレメントを介して逆電流が流れ、これが消磁されない限り、残留磁化の幾分かは比較的永久的なものとして残る。 Reverse current flows through the element, which unless demagnetized, some of the residual magnetization remains as a relatively permanent.

ピーク・フラックスから「残留フラックス」へのこの「減衰」プロセスは、明らかにファラデー減衰器スキームの効力である。 The "attenuation" process from the peak flux to "flux residue" is an efficacy clearly Faraday attenuator scheme. これは、CRTにおける蛍光減衰の類似物であり、「順次」走査の類似物及びパッシブ・マトリクスを可能にするものである。 This is an analog of fluorescence decay in the CRT, it is intended to enable analog and passive matrix "sequential" scan.

場生成エレメントは、光学的にアクティブな材料がその固有の特性に合わせて選択されるのと同様に、そのヒステリシス曲線に合わせて慎重に選ばれなければならない。 Field-generating element, similar to the active material optically are selected according to their specific characteristics, it must be chosen carefully in accordance with the hysteresis curve. 場生成エレメントのヒステリシス曲線が平坦であるほど、かつ飽和フラックスに比べて残留フラックスが高いほど、回転媒体の回転の大きさはより一定になる。 Higher hysteresis curve of the field generating element is flat, and the higher the flux residue than the saturation flux, the magnitude of the rotation of the rotating media is more constant.

ヒステリシス曲線は、短い場合も長い場合もある。 Hysteresis curve, may be shorter or longer. しかしながら、高いヒステリシス曲線はより高い飽和フラックス及びより高い保磁力を反映し、よって、「オン」及び「オフ」パルスの双方でより多くの電力が要求される。 However, the high hysteresis curve reflects the higher saturation flux and higher coercivity, thus, more power in both "on" and "off" pulses are required. 場生成エレメントにとっては、「幅広」かつ「平坦」でもある「短い」曲線が最適になる。 For the field-generating element, is also the "wide" and "flat" "short" curve is optimal. 材料は、フェリ磁性体及び強磁性体の間で何らかの選択を行なうことが推奨される。 Material, it is advisable to perform some select between ferrimagnetic and ferromagnetic.

(先に論じたように、通信用に使用される既存の減衰器の中には、永久磁石を使用して回転媒体の領域を光ビームの伝播方向に対して垂直に磁化するものがある。これは、曲線の初期の応答部分における減衰の応答曲線を向上させるためである。他の技術も可能であり、他の通信用減衰器において、回転媒体の所望される性能特性の達成が実証されている。) (As discussed above, in the existing attenuators used for communication are those magnetized vertically region of rotating media to the propagation direction of the light beam using a permanent magnet. This is to improve the response curves of the attenuation in the initial response portion of the curve. other techniques are possible, in other communications attenuator, achieve the desired performance characteristics of the rotating media is demonstrated ing.)
ファラデー減衰器の光弁を所望されるレベルで「オン」に維持する最適ヒステリシス曲線を所与とすれば、スイッチに関する他の設計変数は、最初の「回転」パルスと第2の「強制」パルスとの間の時間である。 If the optimal hysteresis curve to maintain the "on" at a level that is desired light valve Faraday attenuator with a given, other design variables for the switch, the first "rotating" pulse and the second "forced" Pulse it is the time between. 言い替えれば、光弁がどれだけ長く「オン」でいるかは、デバイス要件に従って、比較的低電力の離散パルスによって精確に決定され得る。 In other words, whether the light valve is present in how long "on", according to device requirements, may be accurately determined by the relatively low power discrete pulses.

また、これは、「連続アドレッシング式」アクティブ・マトリクス・ディスプレイの必要を完全になくする可能性のある適切に成形された曲線を達成するための設計上の可能性であることにも留意されたい。 It also should be noted also that it is susceptible of "continuous Addressing expression" active matrix display requires fully the potential to not properly shaped to achieve curve design . このようなディスプレイにおいても、電流を逆にして残留フラックスを除去し、エレメントを完全に「オフ」に切換する必要はあると思われる。 In such a display, the flux residue is removed by a current in the opposite seems to be necessary to switch to the fully "off" elements.

ファラデー回転子は高速であり、パッシブ・マトリクスを有する順次走査では毎秒60フィート以上である。 Faraday rotator is fast, the sequential scanning has a passive matrix is ​​60 per second feet. 本明細書において先に引用した仕様(ファラデー回転による1ナノ秒におけるスイッチング速度)を所与とすれば、単一の回路上でパッシブ・マトリクス「順次走査式」ディスプレイが60fps以上で配信できることは明らかである。 If the specification herein cited above (switching speed of 1 ns by Faraday rotation) and a given, clear that a passive matrix "sequential scanning" display on a single circuit can be delivered in more than 60fps it is.

210万個のピクセル及び620万個のサブピクセルを有する1080×1920HDTVディスプレイについて考察する。 Consider 1080 × 1920HDTV display with 2.1 million pixels and 6.2 million subpixels. 既に達成されているスイッチング速度を所与とすれば、パッシブ・マトリクス「順次走査型」ディスプレイは、フレーム当たり1600万個のサブピクセルを効果的に切換することが可能である。 If the switching speed that is already achieved with a given, passive matrix "sequential scanning" display it can be effectively switched to 16 million subpixels per frame. 従って、30fps規格の2倍のフレーム・レートであっても、このようなディスプレイは単一のフレーム内で「回転」パルス及び「保磁力」パルスの双方を配信することが可能であり、サブピクセルが回転されて必要とされる度合いまで「オープン」になるほぼ「フレームの3分の1」の持続時間を見込んでいる。 Therefore, even double the frame rate of 30fps standards, such a display is capable of delivering both the "rotation" pulses and "coercive force" pulses within a single frame, the sub-pixels There is expected to duration of approximately becomes "open" to a degree that is required is rotated "one-third of the frame." 人間の視角の持つ「残像性」を含む効果的な特性との組合わせにより、このようなスキームは卓越した表示特性をもたらす(かつ「ブラック」フレームのバッファリングを必要としない)。 By a combination of an effective characteristic of human visual angle including "persistence of vision" (does not require and "black" buffering frames) such scheme that provides excellent display characteristics.

パッシブ・マトリクス「順次走査型」FLATディスプレイの性能をさらに向上させ得る要素及び戦略としては、さらに下記が存在する。 Factors and strategies can further improve the passive matrix "sequential scanning" FLAT performance of the display, further has the following exists.

a)ディスプレイ領域の個別回路への細分割。 a) subdivision of the individual circuits of the display area. 「回転」パルスと「保磁力」パルスとの間の持続時間を増加させるためには、CRTにおける個別の電子銃の使用に似た戦略が使用されてもよい。 To increase the duration between the "rotation" pulses and "coercivity" pulse strategy may be used that is similar to the use of the individual electron gun in CRT. 例えば、赤のサブピクセルは全て1つの回路上に存在し、緑のサブピクセルは全て別の回路上に、かつ青のサブピクセルも全て別の回路上に存在してもよい。 For example, all red sub-pixels are present on a single circuit, on a circuit of a sub-pixel for all by green, and may be present on circuits of all different sub-pixel and blue. 従って各回路は、ディスプレイ全体の各カラーの「順次走査」として同時に「発射」する。 Thus each circuit is "fired" at the same time as "progressive scan" of the color of the entire display.

或いは、ディスプレイ領域自体が複数の領域、例えば3×5個の長方形セクションに細分されてもよい。 Alternatively, the display area itself a plurality of regions may be subdivided, for example, 3 × 5 pieces of rectangular section. この種のどのようなスキームにおいても、ディスプレイの合計電力要件は、セクションの数と任意のサブピクセルの回転により必要とされる電力との積により決定される。 In any scheme of this kind, the total power requirements of the display is determined by the product of the power required by the rotation number and any sub-pixel section. 従って、細分された1つのRGB区画において、任意の時間におけるピーク電流要件は(参照仕様を基礎とすれば)3×50=150m. Accordingly, in one RGB compartments subdivided, the peak current requirement at any time (if based on reference specification) 3 × 50 = 150m. ampになる。 It becomes amp. (ガス蒸気の回転媒体としての実装は、おそらくは150マイクロアンペアのピーク電流をもたらす。)3×5配列においては、ピーク電流は(当方の参照図面によれば)750m. (Implementation as rotating media of gas vapors, possibly 150 results in a peak current of microamperes.) In the 3 × 5 array, and the peak current (according to our reference drawings) 750 meters. amp(または750マイクロアンペア)になる。 It becomes amp (or 750 micro amps).

「回転」パルスであらゆるサブピクセルをアドレスするために必要とされる時間(平均するとこれは必要とされないことに留意)を連続して減算し、次いで「保磁力」パルスで「残留フラックス」を取り消すRGB細分スキームにおいてでさえも、結果的にもたらされる持続時間の増加はフレームの75%で各サブピクセルが「回転中」であることを意味する。 "Rotation" pulses in the time required to address all sub-pixels is subtracted in succession (on average this is noted that not required), then cancel the "flux residue" in the "coercive force" pulses even at RGB subdivision scheme, an increase in the duration that consequently brought means that each subpixel 75% of the frame, which is "rotation". 3×5スキームは、フレームの95%で「オン」に切換されているサブピクセルをもたらすことになる。 3 × 5 scheme will result in a sub-pixel being switched to "on" at 95% of the frame.

b)圧縮技術:デルタ回転とリセット回転。 b) compression technology: Delta rotation and reset rotation. データ圧縮技術は、HDTV等の帯域幅集中アプリケーションの伝送を有効化する極めて重要な方法である。 Data compression techniques, a very important method to enable the transmission of bandwidth-intensive applications such as HDTV. JPEG、MPEG−2、ウェーブレットまたはフラクタル等の「シャノン型」の圧縮はその1つの範疇であり、コンテンツ情報理論を基礎とする「オートソフィ」圧縮(即ち、Klaus Holtzの米国特許第5,917,948号)は、より高次の「変化解析」に基づいて動作する。 JPEG, MPEG-2, is a compression one category that the "Shannon type" such as wavelet or fractal, and based on the content information theory "Auto Sophie" compression (i.e., Klaus Holtz U.S. Patent No. 5,917, 948 No.) operates on the basis of a more "change analysis" of the higher order.

概して圧縮の原理は、本発明における「回転」及び「保磁力」(「オン」/「オフ」)ステップに関連し、上記ステップにおいて著者らの省略時解釈は、各フレームの開始時、要求される輝度を達成すべく回転されるサブピクセルは、事後、場生成媒体の「保磁力」に等しい「逆」の場の強さの適用によりゼロに「リセット」されなければならない、というものであった。 Generally principle of compression, "rotation" and "coercive force" in the present invention in connection with ( "on" / "off") step, default for authors in the step, at the start of each frame, is required subpixels are rotated to achieve the that brightness be one post, must be "reset" to zero by application of field strength equal to "coercive force" "reverse" of the field-generating medium, in that It was. 言い替えれば、省略時解釈は、各サブピクセルは各フレームの始めにリセットされなければならない、というものであった。 In other words, the default interpretation each subpixel must be reset at the beginning of each frame, was that.

しかしながら、圧縮タイプのソフトウェア及びハードウェア・コンポーネントが実装されると、所与のサブピクセルは何れも「インテリジェント」にアドレスされることが可能である。 However, the software and hardware components of the compression type is implemented, it can be addressed to any given sub-pixel "intelligent". (最適には、これらのコンポーネントは、メモリ・チップ及びCAMまたはCAROMを使用する「オートソフィ」ベースのイメージ・バッファ、チェンジ・バッファ、「ハイパースペース」チェンジ・ライブラリ、70ビット・スーパーピクセル・クラスタ・コードである。Holtzを参照されたい。) (Optimally these components, using a memory chip and CAM or CAROM "Auto Sophie" based image buffer, change buffer, "hyperspace" change library, 70-bit superpixel cluster see .Holtz is a code.)
概して、「デルタ回転」電流値(+または−)は、リセットの「オフ」位置から始まる絶対値ではなくサブピクセルへ切換される。 Generally, "delta rotation" current value (+ or -) is switched to the sub-pixels rather than the absolute value starting from "off" position of the reset. よって、「残留フラックス」値は次のパルスによって増加または低減される。 Thus, "flux residue" value is increased or reduced by the next pulse.

ある好適な圧縮スキームによれば、フレームにつき必要なパルスは初期の「回転」パルスの1つのみである。 According to a preferred compression scheme, the pulse required per frame is only one initial "rotation" pulse. あるフレームにおいてある程度「オン」にされていたサブピクセルが次のフレームの間に完全に「オフ」にされる必要のある場合に限り、そのパルスは、場生成エレメントの「保磁力」に等しい「逆」のフィールドを生成する必要がある。 Only when it is necessary to sub-pixels that were somewhat "on" in one frame is completely "off" during the next frame, the pulse is equal to "coercive force" of the field producing elements " it is necessary to generate a field of reverse ".

本発明の追加的な実施形態は、上述の戦略及び方法の変形をもたらす。 Additional embodiments of the present invention results in a deformation of the strategies and methods described above. 以下、本発明の効果的な機能によって提案される新規検査手順に関連して、簡単な追加的記述を幾つか提示する。 Hereinafter, in conjunction with the new test procedure proposed by the effective functioning of the present invention, to some it presents a simple additional description. 但し、これらの検査手順は、決して検査または改善の可能性に関して本発明の全優位点を網羅するものではない(またこれらは、あらゆる実施形態のあらゆるコンポーネントに関して全ての検査要件を包含するものでもない)。 However, these tests procedures are never intended to be exhaustive of all advantages of the present invention for the potential testing or improved (and these and is not intended to encompass all test requirements for any component of any embodiment ).

ファイバ実施形態。 Fiber embodiment. ファイバ・セクションを光チャネルとして使用する優位点は、スイッチ・マトリクスへの挿入または「製織」のためにセグメント化される前に、ファイバのバルク長さの光学活性を検査できることにある。 Advantage of using fiber sections as the light channel, before being segmented for insertion or "weaving" of the switch matrix is ​​to be inspected optically active bulk length of the fiber. 検査回転子デバイスを長いファイバ長さに渡って通し、出力検出器で回転特性を測定することは、この実施形態クラスの「バルク」検査の可能性を示す。 Through across the inspection rotor device to a long fiber length, measuring the rotational property by the output detector, it shows the possibility of "bulk" examination of this embodiment class.

ディスプレイ/スイッチ・マトリクスを組み立てるための「織物」手法は、接着または樹脂接着が行われるまで、検査回路において欠陥または故障が検出されれば「素線」を取り除く、または調節してもよいことを示唆する。 "Textile" approach for assembling a display / switch matrix until the adhesive or resin adhesive is performed, if a defect or failure is detected in the inspection circuit removes the "wire", or that may be adjusted It suggests.

導波管。 The waveguide. 半導体導波管の製造、検査、修繕の向上に加えて、導波管ストリップがディスプレイ表面に対して垂直であって接着または樹脂接着される、というこの実施形態の変形例では、必要に応じて接着の前に個々のストリップを検査しかつ交換できる点も留意される。 Manufacturing of semiconductor waveguides, inspection, in addition to the improvement of the repair, the waveguide strip is bonded or resin bonded to a normal to the display surface, in a variant of this embodiment that, if necessary It is also noted that it can inspected and exchanged individual strips before bonding.

全実施形態。 All embodiments. 本発明の幾つかの実施形態における長所は、マトリクスが組み立てられると、サブピクセルが(外側のディスプレイ表面に光拡散素子のない状態で)離散的かつ十分に離隔可能であるという事実により、欠陥サブピクセルの検査及び検出が効率的である点が示唆されることにある。 Advantages of some embodiments of the present invention, the matrix is ​​assembled, by the fact that sub-pixels (outside of the absence of the light diffuser to the display surface) is discrete and sufficiently possible separation, defects sub lies in the point inspection and detection pixels is efficient is suggested.

他のディスプレイ技術との比較により、効率的かつ安価な検査及び欠陥エレメントの交換及び/または修繕に関するこれらの可能性は、例えばLCDディスプレイ、特には大型ディスプレイ及びPDPにおける依然として高い欠陥率と対照して考慮されるべきである。 By comparison with other display technologies, these possibilities for exchange and / or repair of efficient and inexpensive inspection and defect element, for example an LCD display, especially in contrast to the still high defect rate in the large display and PDP It should be considered.

LCDディスプレイのサンドイッチ構造体内へのLC材料の注入、及び光学ガラス上へのInPアクティブ・マトリクス回路の製造は、競合するFPD技術における欠陥の検査及び修繕における固有の限界を示唆する。 Injection of LC material into a sandwich structure of the LCD display, and the production of InP active matrix circuitry on an optical glass suggest inherent limitations in the inspection and repair of defects in competing FPD technology.

光ファイバ・ベースの実施形態に焦点をおく検査のまとめ。 Summary of tests focus on optical fiber-based embodiment. ファイバは、集積型ファラデー減衰器構造体と共に、様々な任意選択方法を使用して長いバッチランで製造され、ファラデー減衰器構造体である周期的形成物はファイバの長さに渡って通されるレーザ検査信号によって検査され、コイルフォーム上の接触ポイントと接触するための検査プローブが配置され、全領域を介する回転が実行される。 Fiber laser with integrated Faraday attenuator structures, are manufactured in long batch run using a variety of optional methods, periodic formation Faraday attenuator structure that is passed through over the length of the fiber inspected by the inspection signal, the inspection probe for contacting the contact point on the coil form is arranged, rotated through the entire area is performed. 長いバッチランにおける不完全なファラデー減衰器構造体は、コンピュータによるバーコーディングでファイバ上にマークづけが行われ、欠陥コンポーネントは製織または切断が発生すると単に飛び越され、織機に通されるスピンドルは欠陥エレメント他を全て飛び越してスプールし続ける。 Long incomplete Faraday attenuator structures in batch runs are marked pickles is performed on the fiber at the bar-coding by the computer, the defect components are skipped Simply weaving or cutting occurs, the spindle is defective element is passed through the loom continue to spool by skipping all of the other. 結果的には、サブピクセルが100%検査され、機能的であると決定されたディスプレイ・マトリクスがもたらされる。 In the end, the sub-pixels are inspected 100% results in display matrix was determined to be functional. これに相違して、LCD、ガスプラズマ、他は欠陥率が極めて高く、ディスプレイ全体が廃棄される結果となり、一方で「合格」とされたものも数パーセントの欠陥サブピクセルを有する。 It differs thereto, have LCD, gas plasma, other very high defect rate, results in the entire display is discarded, the while the "pass" and has been also a few percent of defective sub-pixel intended.

以下は、本発明による実施形態の代表的な代替実施例である。 The following are representative alternative embodiment of the embodiment according to the present invention.

1. 1. コンポーネント実施形態の特殊化されたサブタイプ:VRゴーグル用の軽く高解像度で明るいディスプレイ面。 Specialized subtype of Component embodiment: VR bright display surface lightly high resolution goggles. 例えば、暗視ゴーグル及びバーチャルリアリティ・ゴーグル等の電子ゴーグル及びゴーグル・アッセンブリ用の特殊化された高解像度で明るいディスプレイ面を含む薄型、小型及び軽量のディスプレイ・システムを所与として、多くのタイプのディスプレイ・システムが可能である。 For example, a thin containing night vision goggles and bright display surface in specialized high-resolution electronic goggles and goggles assembly such as virtual reality goggles, given the small size and light weight display system, many types of display system are possible. 本明細書に援用した暫定特許出願及びコンポーネント化特許出願に開示されているように、ゴーグルをさらに明るくし、かつ電子ゴーグル・システムをコンポーネント化することによりその寸法を低減することもまた、好適な実施形態の1つの特徴である。 As disclosed in provisional patent application and the components of patent applications incorporated herein, and further brighten the goggles, and it reduces its size by components of the electronic goggle system also suitable it is a feature of the embodiment.

ファイバ及びファイバ/導波管統合スキームの効用により、上記好適な実施形態の電子ゴーグル・システムのディスプレイ面は変調/スイッチ・マトリクスから分離されてもよく、よって高輝度画像が、例えばヘリコプタの電子パッケージ内部等の遠隔ロケーションから光ファイバ束等の導波管を介して1つまたは複数(共用ソース)のVRゴーグル・デバイスにおける溶融光ファイバ面板へ運ばれることが見込まれる。 The utility of fiber and fiber / waveguide integration scheme, the display surface of an electronic goggle system of the preferred embodiment may be separated from the modulation / switching matrix, thus high-luminance image, for example, helicopter electronic package it is expected to be carried from a remote location such as inside through a waveguide such as an optical fiber bundle to one or more fused optical fiber face plate in the VR goggles devices (shared source). 従って、暗視飛行ケイパビリティが向上される可能性がある。 Therefore, there is likely to be improved night vision flight capabilities.

光ファイバ面板は、かつてはCRTまたはLCD等の他のディスプレイ・ソースと共同で使用されているが、このようなソースは、第1の例においては蛍光スクリーンに対するファイバの不精確なインタフェースに起因して、かつ第2の例においてはLCDの明るさの限界に起因して、解像度または明るさの何れかに制限があった。 Optical fiber face plate is once used in conjunction with other display sources, such as CRT or LCD, such sources, in the first embodiment due to inaccurate interface of the fiber with respect to the phosphor screen Te, and in the second example due to the brightness of the limitations of the LCD, there is a limit to either the resolution or brightness. LCOSは、より高度な明るさをもたらすものの、ファイバとの統合に大きな問題点を有する。 LCOS, although results in higher brightness, have a major problem in the integration with the fiber. このコンテキストにおけるファイバ−光ファイバ面板の統合ソリューションまたは導波管−ファイバ・ソリューションを有する好適な実施形態を含む本発明は、先行手法による限界を克服する。 Fibers in this context - integrated solution or waveguide of the optical fiber face plate - the invention including preferred embodiments having fiber solutions, overcoming the limitations of the prior technique.

面板手法の代替として、本項目において先に詳述したように、極薄の半導体サンドイッチ・スキームが、ディスプレイ面の内部または近くにスイッチ・マトリクスが含まれるバーチャルリアリティ・ゴーグル設計における光ファイバからのサイド照明と共に使用されてもよい。 As an alternative face plate method, as described in detail previously in this item, the side of the optical fiber in the semiconductor sandwich scheme ultrathin, virtual reality goggles design that includes a switch matrix within or near the display surface it may be used in conjunction with lighting. どちらの手法においても、ディスプレイ面の明るさ、速度、視角及び光学品質は、全てのアプリケーションに関して、暗視及びバーチャルリアリティ用のかぶりもの一般の性能及びコストを著しく向上させる。 In either approach, the brightness of the display surface, speed, viewing angle and optical quality, for all applications, significantly improve night vision and headgear general performance and cost for virtual reality.

図42は、基板導波管ディスプレイ・システムを使用する電子ゴーグル・システム4200の好適な一実施形態を示す正面からの斜視図である。 Figure 42 is a perspective view from the front showing a preferred embodiment of an electronic goggle system 4200 that uses the substrate waveguide display system. 図に示すように、基板導波管システムは、先に論じたように基板導波管ディスプレイ・システム4205のステレオスコープ対として示されている。 As shown, the substrate waveguide system is shown as a stereoscopic pair of substrates waveguide display system 4205 as discussed above. さらにシステム4200は、電力/データを伝えるためのポート4210を含む。 Furthermore the system 4200 includes a port 4210 for communicating power / data. 図43は、図42に示す電子ゴーグル・システム4200を側面から見た斜視図である。 Figure 43 is a perspective view of the electronic goggle system 4200 shown in FIG. 42 from the side.

どちらの手法においても、ディスプレイ面の明るさ、速度、視角及び光学品質は、全てのアプリケーションに関して、VR用のかぶりもの一般の性能及びコストの著しい向上を可能にする。 In either approach, the brightness of the display surface, speed, viewing angle and optical quality, for all applications, allowing a significant improvement in the headgear general performance and cost for VR.

2. 2. 織物ディスプレイ材料から製造される衣料品。 Clothing made from textile display material. これは、織物フラット・プレーン・ディスプレイ・パラダイムから派生されるアプリケーションである。 This is the application that is derived from the fabric flat plane display paradigm. この発明に付随するアプリケーションは、繊維を切り替える「布」セクション間の連続製織される接合部の詳細を含む。 The present invention associated to an application, including details of the joint which is continuous weaving between switching the fiber "cloth" section.

3. 3. 複数のリモート・ディスプレイまたはプロジェクション・ユニットを有する中央分散スイッチ・システム。 Central distributed switching system having a plurality of remote display or projection unit. モジュラ実施形態のこの比較的直接的な拡張は、複合TVビデオ信号は受信しないが中央のスイッチ・モジュールにより制御される異なる種類の多大なディスプレイ・デバイスにより壁紙及び他の「プログラム可能」ディスプレイ・エレメントを形成する「ディスプレイ」エレメントをさらに包含する。 This relatively straightforward extension of the modular embodiment, the composite TV video signal is not received although the different types of tremendous display devices controlled by the central switch module wallpaper and other "programmable" display element further comprising the "display" element to form.

図44は、本発明によるマクロスコープ・コンポーネント・システム4400の好適な一実施形態を示す概略ブロック図である。 Figure 44 is a schematic block diagram showing a preferred embodiment of the macroscope component system 4400 according to the present invention. システム4400は、先に開示したモジュラ実施形態の比較的直接的な拡張であり、リモート・ディスプレイ・エレメント4410及びリモート・投影システム4415と相互接続される中央分配装置4405を含む。 System 4400 is a relatively straightforward extension of the modular embodiments disclosed above, including a central distribution device 4405 that are interconnected with a remote display element 4410 and the remote projection system 4415. これらの「ディスプレイ」エレメント(ディスプレイ4410及びプロジェクタ4415)は、好適には複合TVビデオ信号を受信せず、代わりに導波管束4420上の直接画像信号を受信する。 These "Display" element (display 4410 and projector 4415) is preferably not receive a composite TV video signal, receives a direct image signal on the waveguide bundle 4420 instead. 照明ソース及び/または制御/同調機能は、中央分配装置4405内に存在する。 Lighting source and / or control / tuning function is present in the central distribution device 4405. ディスプレイ・エレメントは、極薄の構造体(例えば、「壁紙」または「アップリケ」セクション)及び中央スイッチングモジュール4405により制御される異なる種類の多大なディスプレイ・デバイスを伴う「プログラム可能」ディスプレイ・エレメントの形式をとってもよい。 Display elements, the structure of ultra-thin (e.g., "wallpaper" or "applique" section) and with different types of tremendous display device controlled by a central switching module 4405 "programmable" form of display elements the very good. 各ディスプレイ・エレメントは同じ画像信号を提示する場合もあれば、複数の独立したチャネル機能により独立した画像信号を提示する場合もある。 In some cases each display element to present the same image signal, there is a case of presenting an independent image signals by a plurality of independent channels function. 束4420は、インプリメンテーションによっては音声チャネルと結合されてもよく、制御信号をディスプレイ・エレメントから中央分配装置4405へ送信するための双方向通信機能を含んでもよい。 Bundle 4420, by implementation may be combined with the voice channel, the control signal may comprise a two-way communication function for transmitting from the display element to the central distribution unit 4405. このコンテキストにおいては、